Le laboratoire de physique au University College

Le laboratoire de physique au University College, vers 1900 Photo gracieuseté des Archives de l´Université de Toronto.

RCIP
Réseau canadien d'information sur le patrimoine, Musée des sciences et de la technologie du Canada, Musée de la civilisation, Musée Stewart, Temple de la renommée médicale canadienne, Museum of Health Care at Kingston, University Health Network Artifact Collection, University of Toronto Museum of Scientific Instruments, University of Toronto Museum Studies Program, Suzanne Board, Dr. Randall C. Brooks, Sylvie Toupin, Ana-Laura Baz, Jean-François Gauvin, Betsy Little, Paola Poletto, Dr. James Low, David Kasserra, Kathryn Rumbold, David Pantalony, Dr. Thierry Ruddel, Kim Svendsen

© 2008, Archives de l´Université de Toronto. Tous droits réservés.


Il est difficile de s’imaginer une époque où un étudiant en sciences n’avait pas accès aux laboratoires et aux instruments scientifiques qui s’y trouvent.

Ce n’est que vers la fin du XIXe siècle que les séances de laboratoire devinrent une composante essentielle de l’enseignement des sciences dans les universités canadiennes.

James Loudon, professeur de physique à l’Université de Toronto, fut un pionner en la matière. Il réussit en 1878 à mettre sur pied les premiers laboratoires d’enseignement de 1er cycle universitaire au Canada, et notamment un laboratoire de physique. Ce dernier, photographié ici en 1900, était situé dans le bâtiment du University College.

Même si cette évolution vers l’enseignement en laboratoire était déjà bien amorcée dans les universités européennes, il y avait encore au Canada une certaine résistance au changement. Les parents qui envoyaient leurs fils (mais rarement leurs filles) étudier à l Pour en lire plus
Il est difficile de s’imaginer une époque où un étudiant en sciences n’avait pas accès aux laboratoires et aux instruments scientifiques qui s’y trouvent.

Ce n’est que vers la fin du XIXe siècle que les séances de laboratoire devinrent une composante essentielle de l’enseignement des sciences dans les universités canadiennes.

James Loudon, professeur de physique à l’Université de Toronto, fut un pionner en la matière. Il réussit en 1878 à mettre sur pied les premiers laboratoires d’enseignement de 1er cycle universitaire au Canada, et notamment un laboratoire de physique. Ce dernier, photographié ici en 1900, était situé dans le bâtiment du University College.

Même si cette évolution vers l’enseignement en laboratoire était déjà bien amorcée dans les universités européennes, il y avait encore au Canada une certaine résistance au changement. Les parents qui envoyaient leurs fils (mais rarement leurs filles) étudier à l’Université de Toronto s’attendaient à ce que leurs enfants reçoivent une formation classique qui les préparerait à devenir avocats, médecins ou ministres du culte. Les cours de physique et de mathématiques s’inscrivaient dans cette formation générale, au même titre que la philosophie et les langues. Par contre, le travail en laboratoire n’était considéré approprié que pour la formation technique et non pour l’éducation scientifique des élites.

Dans un programme traditionnel, les cours de sciences se déroulaient dans des amphithéâtres où le professeur pouvait utiliser des instruments pour faire la démonstration de concepts et de phénomènes scientifiques.

Dans le nouveau programme de sciences, les étudiants de 1er cycle universitaire pouvaient utiliser eux-mêmes des instruments scientifiques. Les nouveaux laboratoires d’enseignement des sciences au 1er cycle durent se procurer de nouveaux instruments auprès des grands fabricants d’Allemagne et de France.

Plusieurs instruments utilisés par les étudiants dans les nouveaux laboratoires étaient semblables aux instruments de démonstration employés par leurs professeurs dans l’amphithéâtre. Mais de nouveaux instruments, conçus non seulement pour des démonstrations mais pour l’expérimentation, firent leur entrée dans les laboratoires. Avec ces instruments, les étudiants découvrirent les techniques de la méthode expérimentale.

© 2001, CHIN. Tous droits réservés.

Amphithéâtre de physique de l´Université McGill, vers 1900

Photo gracieuseté du Département de physique de l´Université McGill.

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Photo
© 2008, Département de physique de l´Université McGill. Tous droits réservés.


Cet instrument acoustique, l’analyseur de son, servait à visualiser les ondes sonores. Il permettait de « voir » les composantes des sons riches et complexes d’un tuyau d’orgue ou d’un violon. On jouait ou chantait une note de musique devant les réceptacles en laiton (résonateurs), et les ondes sonores étaient représentées par des flammes aux motifs nets et distincts.

Avant 1860, les physiciens ne disposaient que d’une oreille exercée pour étudier les sons. Rudolf Kœnig, de Paris, mit au point plusieurs moyens innovateurs d’étudier les ondes sonores avec les yeux. La visualisation des sons était particulièrement attrayante pour des démonstrations en classe et permettait aux étudiants de se représenter les sons d’une manière nouvelle.
Cet instrument acoustique, l’analyseur de son, servait à visualiser les ondes sonores. Il permettait de « voir » les composantes des sons riches et complexes d’un tuyau d’orgue ou d’un violon. On jouait ou chantait une note de musique devant les réceptacles en laiton (résonateurs), et les ondes sonores étaient représentées par des flammes aux motifs nets et distincts.

Avant 1860, les physiciens ne disposaient que d’une oreille exercée pour étudier les sons. Rudolf Kœnig, de Paris, mit au point plusieurs moyens innovateurs d’étudier les ondes sonores avec les yeux. La visualisation des sons était particulièrement attrayante pour des démonstrations en classe et permettait aux étudiants de se représenter les sons d’une manière nouvelle.

© 2001, CHIN. Tous droits réservés.

Analyseur de sons

Département de physique, Université de Toronto Servait à l´analyse visuelle des composantes d´une note complexe. Quatorze résonateurs sont reliés à huit tuyaux alimentés au gaz. L´activation des résonateurs entraîne des fluctuations visibles des flammes, que l´on observe dans un miroir. Photo gracieuseté du Musée d´instruments scientifiques de l´Université de Toronto

Fabriqué par Rudolf Kœnig, Paris
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vers 1876
© 2008, Musée d´instruments scientifiques de l´Université de Toronto. Tous droits réservés.


les motifs de flammes produits par l´analyseur de sons

Cette illustration représente les motifs de flammes produits par l´analyseur de sons et qui correspondent aux composantes d´un son donné. Cette illustration est tirée d´un manuel de laboratoire de l´Université de Toronto produit en 1895.

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vers 1895
© 2008, University of Toronto. Tous droits réservés.


James Mark Baldwin (1861-1934), promoteur des nouvelles méthodes d’enseignement et de recherche nées en Allemagne au cours de la seconde moitié du XIXe siècle, mit sur pied en 1892 le premier laboratoire de psychologie du Commonwealth britannique.

Auparavant, la psychologie était étroitement apparentée à ce que l’on appelait la « philosophie de salon ». En dépit des pressions qui visaient à maintenir les méthodes classiques d’enseignement, Baldwin introduisit une importante composante expérimentale dans son enseignement. Les étudiants purent alors faire l’expérience de la recherche en laboratoire. Le premier laboratoire était situé au second étage du University College à Toronto.

Le chronoscope de Hipp était le principal appareil de mesure du temps dans le premier laboratoire d’enseignement de Baldwin. Il servait à mesurer les temps de réaction de sujets dans des conditions variées. Le chronoscope était un instrument capricieux, dont le bon fonctionnement exi Pour en lire plus
James Mark Baldwin (1861-1934), promoteur des nouvelles méthodes d’enseignement et de recherche nées en Allemagne au cours de la seconde moitié du XIXe siècle, mit sur pied en 1892 le premier laboratoire de psychologie du Commonwealth britannique.

Auparavant, la psychologie était étroitement apparentée à ce que l’on appelait la « philosophie de salon ». En dépit des pressions qui visaient à maintenir les méthodes classiques d’enseignement, Baldwin introduisit une importante composante expérimentale dans son enseignement. Les étudiants purent alors faire l’expérience de la recherche en laboratoire. Le premier laboratoire était situé au second étage du University College à Toronto.

Le chronoscope de Hipp était le principal appareil de mesure du temps dans le premier laboratoire d’enseignement de Baldwin. Il servait à mesurer les temps de réaction de sujets dans des conditions variées. Le chronoscope était un instrument capricieux, dont le bon fonctionnement exigeait des réglages constants. Par contre, entre les mains d’un opérateur expérimenté, son mouvement uniforme lui donnait une précision sans égale.

© 2001, CHIN. Tous droits réservés.

Chronoscope de Hipp

Département de psychologie, Université de Toronto Servait d´appareil de mesure du temps au laboratoire de psychologie. Photo gracieuseté du Musée d´instruments scientifiques de l´Université de Toronto

Fabriqué par Peyer-Favager & Cie, Neuchâtel, Suisse
Réseau canadien d'information sur le patrimoine, Musée des sciences et de la technologie du Canada, Musée de la civilisation, Musée Stewart, Temple de la renommée médicale canadienne, Museum of Health Care at Kingston, University Health Network Artifact Collection, University of Toronto Museum of Scientific Instruments, University of Toronto Museum Studies Program, Suzanne Board, Dr. Randall C. Brooks, Sylvie Toupin, Ana-Laura Baz, Jean-François Gauvin, Betsy Little, Paola Poletto, Dr. James Low, David Kasserra, Kathryn Rumbold, David Pantalony, Dr. Thierry Ruddel, Kim Svendsen
vers 1890
© 2008, Musée d´instruments scientifiques de l´Université de Toronto. Tous droits réservés.


Inventé en 1859 par Gustav Kirchoff (1824-1887) et Robert W. Bunsen (1811-1899), le spectroscope était un instrument courant des laboratoires de chimie dans la seconde moitié du XIXe siècle. Il constituait un moyen puissant d’analyse de composés chimiques par l’observation de leur spectre lumineux caractéristique. La lumière d’une source choisie était décomposée par le prisme et diffractée pour donner une signature spectrale. Chaque élément chimique était identifié par un spectre précis. John Browning, fabricant britannique bien connu d’instruments, a vendu ce modèle au laboratoire de chimie de l’Université de Toronto.
Inventé en 1859 par Gustav Kirchoff (1824-1887) et Robert W. Bunsen (1811-1899), le spectroscope était un instrument courant des laboratoires de chimie dans la seconde moitié du XIXe siècle. Il constituait un moyen puissant d’analyse de composés chimiques par l’observation de leur spectre lumineux caractéristique. La lumière d’une source choisie était décomposée par le prisme et diffractée pour donner une signature spectrale. Chaque élément chimique était identifié par un spectre précis. John Browning, fabricant britannique bien connu d’instruments, a vendu ce modèle au laboratoire de chimie de l’Université de Toronto.

© 2001, CHIN. Tous droits réservés.

Spectroscope

Département de chimie, Université de Toronto Servait à analyser des composés chimiques par l´observation de leur spectre lumineux caractéristique. Photo gracieuseté du Musée d´instruments scientifiques de l´Université de Toronto

Fabriqué par John Browning, Londres
Réseau canadien d'information sur le patrimoine, Musée des sciences et de la technologie du Canada, Musée de la civilisation, Musée Stewart, Temple de la renommée médicale canadienne, Museum of Health Care at Kingston, University Health Network Artifact Collection, University of Toronto Museum of Scientific Instruments, University of Toronto Museum Studies Program, Suzanne Board, Dr. Randall C. Brooks, Sylvie Toupin, Ana-Laura Baz, Jean-François Gauvin, Betsy Little, Paola Poletto, Dr. James Low, David Kasserra, Kathryn Rumbold, David Pantalony, Dr. Thierry Ruddel, Kim Svendsen
vers 1880
© 2008, Musée d´instruments scientifiques de l´Université de Toronto. Tous droits réservés.


Jusque vers 1880, l’histoire de l’astronomie et des observatoires dans les universités canadiennes est souvent liée à des activités militaires ou gouvernementales. La raison en est que l’astronomie avait des applications très concrètes pour la détermination du temps et du lieu. Les levés topographiques, la cartographie, la navigation et la mesure du temps présentaient tous un intérêt militaire et civil.

L’Observatoire de Kingston, tout comme l’Observatoire magnétique et météorologique de Toronto, faisait partie du campus universitaire même s’il était financé ou exploité par le gouvernement ou l’armée. L’Université Queen’s en prit finalement la responsabilité pour les fins de l’enseignement et pour répondre aux besoins du public.

L’Observatoire de Kingston fut construit par la municipalité de Kingston en 1855. Il comptait alors peu d’instruments, mais son télescope équatorial doté d’une lentille de 6,25 po Pour en lire plus
Jusque vers 1880, l’histoire de l’astronomie et des observatoires dans les universités canadiennes est souvent liée à des activités militaires ou gouvernementales. La raison en est que l’astronomie avait des applications très concrètes pour la détermination du temps et du lieu. Les levés topographiques, la cartographie, la navigation et la mesure du temps présentaient tous un intérêt militaire et civil.

L’Observatoire de Kingston, tout comme l’Observatoire magnétique et météorologique de Toronto, faisait partie du campus universitaire même s’il était financé ou exploité par le gouvernement ou l’armée. L’Université Queen’s en prit finalement la responsabilité pour les fins de l’enseignement et pour répondre aux besoins du public.

L’Observatoire de Kingston fut construit par la municipalité de Kingston en 1855. Il comptait alors peu d’instruments, mais son télescope équatorial doté d’une lentille de 6,25 pouces (près de 16 cm) avait été commandé chez Alvan Clark, le meilleur fabricant de lentilles de l’époque en Amérique.

En 1861, la municipalité céda le bâtiment et l’équipement à l’Université Queen’s, à condition que l’Observatoire continue de fournir plusieurs services au public, dont les corrections hebdomadaires à l’horloge de l’hôtel de ville et la publication quotidienne de données sur la pression atmosphérique et la température.
Nathanial Fellowes Dupuis est une figure marquante de l’histoire de l’Observatoire de l’universtité Queen’s. Étudiant de premier cycle en 1863, il y occupait un poste d’assistant observateur. Il est plus tard devenu doyen de la Faculté des sciences appliquées.

Dupuis était habile de ses mains et, si l’Observatoire avait besoin d’un nouvel instrument, il le fabriquait souvent lui-même. Il dota le télescope Alvan Clark d’un micromètre et construisit plusieurs horloges d’une précision remarquable (essentielles dans tout observatoire). Il fabriqua également des instruments destinés à l’enseignement, dont des planétaires (modèles réduits du mouvement des planètes), des modèles géométriques et un appareil de démonstration du mouvement ondulatoire.

Cette horloge en bois est l’une des nombreuses horloges construites par Dupuis. Les neuf cadrans indiquent respectivement le temps solaire moyen, le temps sidéral, l’équation du temps, le jour du mois, l’heure du lever et du coucher du Soleil, la déclinaison solaire, la longitude du Soleil, les phases de la Lune et la position des planètes sur l’écliptique.

Ces transparents montés sur roues dentées servaient à illustrer des mouvements célestes dans les cours d’astronomie. Le transparent était projeté sur un écran et, lorsque l’on actionnait la manivelle, les roues dentées faisaient bouger l’image pour simuler les mouvements des planètes et des étoiles.

Des instruments employés pour l’enseignement de l’astronomie se trouvaient dans le laboratoire aussi bien qu’à l’observatoire. On employait des gyroscopes pour modéliser la rotation de la Terre. À mesure que la roue tourne à l’intérieur de son cadre, l’angle de son axe de rotation change graduellement (il va et vient en tournant, un peu comme le sommet d’une toupie). Ce phénomène (appelé « précession » de l’axe) explique le décalage apparent et progressif des étoiles placées au-dessus des pôles de la Terre. Ce double gyroscope de l’Université de Toronto servait probablement à mettre les étudiants au défi de fournir une description mathématique des mouvements de ses différentes composantes.

© 2001, CHIN. Tous droits réservés.

Télescope Alvan Clark de 6,25 pouces

Département de physique, Université Queen´s

Construit par Alvan Clark, Boston
Réseau canadien d'information sur le patrimoine, Musée des sciences et de la technologie du Canada, Musée de la civilisation, Musée Stewart, Temple de la renommée médicale canadienne, Museum of Health Care at Kingston, University Health Network Artifact Collection, University of Toronto Museum of Scientific Instruments, University of Toronto Museum Studies Program, Suzanne Board, Dr. Randall C. Brooks, Sylvie Toupin, Ana-Laura Baz, Jean-François Gauvin, Betsy Little, Paola Poletto, Dr. James Low, David Kasserra, Kathryn Rumbold, David Pantalony, Dr. Thierry Ruddel, Kim Svendsen
vers 1855
© 2008, Département de physique, Université Queen´s. Tous droits réservés.


Horloge à neuf cadrans

Département de physique, Université Queen´s Les neuf cadrans indiquent respectivement le temps solaire moyen, le temps sidéral, l’équation du temps, le jour du mois, l’heure du lever et du coucher du Soleil, la déclinaison solaire, la longitude du Soleil, les phases de la Lune et la position des planètes sur l’écliptique.

Construit par Nathanial Fellowes Dupuis, Université Queen´s, Kingston (Ontario)
Réseau canadien d'information sur le patrimoine, Musée des sciences et de la technologie du Canada, Musée de la civilisation, Musée Stewart, Temple de la renommée médicale canadienne, Museum of Health Care at Kingston, University Health Network Artifact Collection, University of Toronto Museum of Scientific Instruments, University of Toronto Museum Studies Program, Suzanne Board, Dr. Randall C. Brooks, Sylvie Toupin, Ana-Laura Baz, Jean-François Gauvin, Betsy Little, Paola Poletto, Dr. James Low, David Kasserra, Kathryn Rumbold, David Pantalony, Dr. Thierry Ruddel, Kim Svendsen
Fin du XIXe siècle
© 2008, Département de physique, Université Queen´s. Tous droits réservés.


Transparents d´astronomie montés sur roues dentées

Département de physique, Université Queen´s Ces transparents montés sur roues dentées servaient à illustrer des mouvements célestes dans les cours d’astronomie. Le transparent était projeté sur un écran et, lorsque l’on actionnait la manivelle, les roues dentées faisaient bouger l’image pour simuler les mouvements des planètes et des étoiles.

Fabriqué par Newton & Co., Londres
Réseau canadien d'information sur le patrimoine, Musée des sciences et de la technologie du Canada, Musée de la civilisation, Musée Stewart, Temple de la renommée médicale canadienne, Museum of Health Care at Kingston, University Health Network Artifact Collection, University of Toronto Museum of Scientific Instruments, University of Toronto Museum Studies Program, Suzanne Board, Dr. Randall C. Brooks, Sylvie Toupin, Ana-Laura Baz, Jean-François Gauvin, Betsy Little, Paola Poletto, Dr. James Low, David Kasserra, Kathryn Rumbold, David Pantalony, Dr. Thierry Ruddel, Kim Svendsen
XIXe siècle
© 2008, Département de physique, Université Queen´s. Tous droits réservés.


Double gyroscope

Département d´astronomie, Université de Toronto Photo gracieuseté du Musée d´instruments scientifiques de l´Université de Toronto. Servait à modéliser la rotation de la Terre et la précession de son axe. Ce double gyroscope de l’Université de Toronto servait probablement à mettre les étudiants au défi de fournir une description mathématique des mouvements de ses différentes composantes.

Fabriqué par Newton & Co., Londres
Réseau canadien d'information sur le patrimoine, Musée des sciences et de la technologie du Canada, Musée de la civilisation, Musée Stewart, Temple de la renommée médicale canadienne, Museum of Health Care at Kingston, University Health Network Artifact Collection, University of Toronto Museum of Scientific Instruments, University of Toronto Museum Studies Program, Suzanne Board, Dr. Randall C. Brooks, Sylvie Toupin, Ana-Laura Baz, Jean-François Gauvin, Betsy Little, Paola Poletto, Dr. James Low, David Kasserra, Kathryn Rumbold, David Pantalony, Dr. Thierry Ruddel, Kim Svendsen
vers 1900
© 2008, Musée d´instruments scientifiques de l´Université de Toronto. Tous droits réservés.


Objectifs d'apprentissage

  • identifier et apprécier la manière dont l’histoire et la culture façonnent les sciences et la technologie d’une société;
  • décrire les progrès scientifiques et technologiques, passés et présents, et évaluer leurs répercussions sur les individus et les sociétés;
  • décrire l’interaction qui se crée entre la technologie et l’enseignement.

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