Les Ondes en Physique: de Pythagore à nos jours
Vibrations, ondes, impulsions
Georges Mourier
ellipses
Première Partie
Des Grecs au Siècle des Lumières11
Chapitre 1. De Pythagore à Newton12
Les origines12
Qui était Pythagore?12
Pythagore et les cordes vibrantes17
La résonance17
Naissance de la science moderne19
L'acoustique19
La lumière23
La réfraction de la lumière24
Le premier "principe de minimum" de la physique24
La vitesse de la lumière25
La première conception ondulatoire de la lumière27
Les débuts de la mécanique30
Les oscillations, mesure précise du temps31
Chapitre 2. La science newtonienne32
Newton et la mécanique32
Remarques sur les mathématiques34
Le calcul différentiel et intégral35
Technique de la dérivation37
L'intégration38
Généralisations39
Les ondes et le calcul différentiel41
Jean Le Rond d'Alembert41
Regard sur la science après Newton42
L'équation de d'Alembert43
Vitesse de propagation des ondes45
Les opérateurs45
Opérateurs linéaires, fonctions propres et valeurs propres46
Une solution de l'équation de d'Alembert par les opérateurs linéaires47
Chapitre 3. Oscillations et ondes49
Multiples solutions de l'équation de d'Alembert49
La propagation50
Les ondes stationnaires ou oscillations52
La phase56
Qu'est-ce qu'une onde simple?56
Extensions de la théorie des cordes vibrantes58
Les trois dimensions et les symétries59
Le rayonnement61
La phase et la distance61
Deuxième Partie
La maîtrise de la lumière et de l'électricité63
Chapitre 4. Fourier et les phénomènes périodiques64
Jean-Baptiste Fourier64
Différents espaces67
Séries de Fourier dans un espace borné entre 0 et 167
Généralisation aux fonctions périodiques68
Nouvelle généralisation: intégrales de Fourier71
L'espace et le temps revus par Fourier72
Restrictions à la validité de l'analyse de Fourier73
Importance de l'analyse de Fourier74
Chapitre 5. De Thomas Young à Max Planck76
Lumière, électromagnétisme et physique des ondes76
Les "interférences"; l'expérience d'Young77
Diffraction des pinceaux ou faisceaux lumineux81
Le son, la lumière et les spectres de fréquences83
Le spectre du "corps noir"83
Lumière et Électromagnétisme86
Électricité, magnétisme, ondes électromagnétiques86
Prélude à la "théorie de tout"88
Nouveaux effets électrodynamiques88
La théorie électromagnétique91
Une physique complète?93
Chapitre 6. Les oscillations et les ondes dans la physique et la technique94
Généralités94
La domestication des ondes électromagnétiques96
Les résonances dans la technique98
Le bruit100
Diverses techniques de radioélectricité101
Modulation et démodulation102
De diverses ondes104
Ondes élastiques dans les solides104
Ondes de surface; vitesse de phase et vitesse de groupe104
Non-linéarités dans les ondes105
Effets de lentille, ondes sismiques105
Lentilles gravitationnelles107
Ondes dans les plasmas108
Les ondes lumineuses108
La lumière à l'ère quantique: masers et lasers109
Les hologrammes110
Troisième Partie
L'âge quantique ou le monde décrit par des ondes115
Chapitre 7. Retour aux particules et au discontinu116
Propriétés étranges de la lumière des atomes116
Planck introduit les quanta117
La mécanique statistique117
Einstein bombarde la matière avec des quanta de lumière118
Retour à Pythagore120
Chapitre 8. Les atomes, la quantification et les ondes122
Niels Bohr quantifie les mouvements des particules122
La mécanique quantique et la mécanique classique124
L'École de Copenhague126
Intervention de Louis de Broglie127
Les ondes de de Broglie129
Les ondes de de Broglie existent!130
Comment être simultanément onde et particule130
Chapitre 9. La mécanique quantique132
Erwin Schrödinger et la mécanique quantique132
L'équation de Schrödinger132
Les nombres complexes134
Séries de Fourier complexes136
Intégrales de Fourier complexes137
Les nombres complexes et les oscillations137
Les nombres complexes et les ondes138
La mécanique de Werner Heisenberg139
Le "principe d'incertitude" de Heisenberg139
Quelques chiffres140
Dirac et Pauli141
Particules et antiparticules en cosmologie143
Chapitre 10. L'état quantique145
Interprétation de la fonction d'onde psi145
Un problème simple: l'électron réfléchi entre deux parois parallèles147
Le principe de superposition et la mesure149
Qu'est-ce que l'état d'un système quantique?150
Les transitions; le temps quantique152
Mort naturelle sans vieillissement154
Incertitude sur la constitution d'un système154
Le paradoxe du chat de Schrödinger155
Le paradoxe "EPR" (1935)157
Le théorème de Bell (1964). L'expérience d'Aspect (1982) et la non-localité159
Chapitre 11. Le monde quantique161
La réduction de la fonction d'onde161
La mesure suivant Bohr et la conscience162
Au-delà du système de mesure163
Statistiques, hasard, probabilités164
Épilogue167
Appendices171
Appendice I. Les grands noms de la physique des ondes171
Appendice II. Sur le calcul différentiel172
Appendice III. Les gammes et le chant des oiseaux175
Appendice IV. Transitions quantiques179
Bibliographie181
Ouvrages généraux sur l'histoire des sciences181
De lecture facile182
Traités contemporains182
Ouvrages historiques originaux182
Ouvrages sur des sujets ponctuels183
Ouvrages de philosophie des sciences184
Index185