Une histoire de la physique moderne

Auteur(s) :

Guillaud, Jean-Paul (1941-....) Découvrir l'auteur

Résumé

L'auteur dresse un portrait de la physique moderne permettant au lecteur d'apprécier les grands principes, les notions essentielles et les découvertes dans les domaines de la relativité restreinte, la relativité générale et la physique quantique.

Éditeur(s)
- Ellipses
Date
- impr. 2010
Notes
- Notes bibliogr.
- Glossaire. Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (291 p.) : ill. ; 24 cm
Sujet(s)
- Histoire
- Physique
ISBN
- 978-2-7298-5461-4
Indice
- 53(091) Physique générale. Histoire
Quatrième de couverture
- Vous étiez noyé dans les théorèmes et perdu dans vos cours de physique ?
  Et pourtant les informations sur les grands laboratoires de recherche explorant la matière vous intéressent et vous souhaiteriez en comprendre les enjeux ?
  Alors cet ouvrage de vulgarisation scientifique est pour vous.
  Ce livre dresse le plus simplement possible un panorama de la physique moderne en abordant :
  
  la relativité restreinte,
  
  la relativité générale,
  
  la physique quantique.
  
  Vous verrez : cette science n'est pas si hermétique et la profession de physicien est passionnante.
  La physique est au coeur de l'actualité avec la mise en service du nouvel accélérateur du CERN, le LHC, qui a fait la une de tous les médias. Ce livre prépare le lecteur à apprécier comme il se doit les découvertes à venir.
Tables des matières
- - Une histoire de la physique moderne
  - Jean-Paul Guillaud
  - Ellipses
  - Avant-propos 9
  - Chapitre I : La métamorphose de la physique 11
  - Un environnement bien tranquille11
  - Le saut dans l'inconnu13
  - Chapitre II : Les grands principes et les notions essentielles 19
  - Les principes de conservation de quantités physiques20
  - Acte I : Énergie20
  - Acte II : Impulsion21
  - Acte III : Moment angulaire21
  - Acte IV : Autres quantités physiques22
  - Acte V : Intervention d'Emmy Noether22
  - Acte VI : Le principe de moindre action23
  - Les notions essentielles24
  - Champ24
  - Interaction25
  - Symétries27
  - Symétrie de jauge et brisure de symétrie29
  - Théorie de jauge31
  - Antimatière32
  - Une application des antiparticules : le TEPscan hospitalier35
  - Chapitre III : La montée vers la simplicité 37
  - Prologue : le capharnaüm des interactions à l'aube du XX^e siècle38
  - Étape 1 : l'interaction gravitationnelle 39
  - Étape 2 : l'interaction électromagnétique 40
  - Interaction électromagnétique et charges électriques, équations de Maxwell41
  - Le spectre électromagnétique45
  - La lumière visible et l'arc-en-ciel46
  - Le rayonnement électromagnétique et le corps humain48
  - Étape 3 : l'interaction faible 50
  - La radioactivité50
  - Un voyage magique et merveilleux vers l'atome51
  - La désintégration ß^-53
  - Une application de la désintégration ß^- : la datation au Carbone-1453
  - La désintégration ß⁺ 55
  - Il y a un fantôme dans la désintégration ß^- ! 55
  - Les neutrinos56
  - Oscillations et énergies de masse des neutrinos57
  - Le fonctionnement des étoiles (le soleil)58
  - Étape 4 : l'interaction électrofaible 60
  - Courants chargés et courant neutre63
  - Étape 5 : l'interaction forte 64
  - La théorie des quarks64
  - La chromodynamique quantique ou QCD66
  - Les gluons68
  - Une corde70
  - Le confinement des quarks71
  - Étape 6 (et dernière) : le modèle standard 72
  - Conservation du nombre leptonique75
  - Conservation du nombre baryonique76
  - Conclusion sur le modèle standard78
  - Le siècle de la physique des particules79
  - Vers la Grande Unification85
  - Chapitre IV : La relativité restreinte 87
  - Préambule : un état des lieux des «galiléens» à l'arrivée d'Einstein87
  - Une histoire de référentiels88
  - L'expérience décisive : Michelson et Morley91
  - L'apport d'Einstein en 1905 : un photon dans deux référentiels92
  - Masse-énergie96
  - Espace-temps98
  - Une affaire de métrique99
  - La métrique de l'espace euclidien99
  - La métrique de l'espace-temps100
  - Une nouvelle unité de longueur : la «seconde-lumière»102
  - (Chrono)géométrie de l'espace-temps, cône de lumière et ligne d'univers102
  - Chapitre V : La relativité générale 107
  - Prélude : la relativité restreinte laisse à Einstein un goût amer107
  - Un ascenseur en chute libre108
  - Une boîte aux confins de l'univers108
  - Principe d'équivalence109
  - Formalisme de la relativité générale110
  - Notation de Riemann110
  - Vers l'équation d'Einstein112
  - Une image gastronomique de l'espace-temps déformé115
  - Une image mobilière de l'espace-temps déformé116
  - La théorie d'Einstein confrontée à la réalité expérimentale118
  - Chapitre VI : Physique quantique : naissance et premiers pas 121
  - Introduction : Qu'est-ce que la physique quantique122
  - Mécanique quantique : quand ?122
  - Naissance de la mécanique quantique : la constante de Planck123
  - La mécanique quantique s'installe : l'effet photoélectrique124
  - Argument des réticents125
  - Chapitre VII : Physique quantique : fin de l'adolescence 127
  - Les réticents K.-O.127
  - La mécanique quantique rallie les derniers «refuzniks» : l'effet Compton128
  - La fin de la controverse : la lumière est une onde et un corpuscule129
  - Le grand saut : Tout est onde et corpuscule131
  - L'apport de Broglie : le triomphe de l'onde131
  - Représenter une particule : une fonction d'onde132
  - Chapitre VIII : Physique quantique : la maturité 135
  - L'équation de Schrödinger135
  - Une application de l'équation de Schrödinger : le microscope à effet tunnel141
  - Chapitre IX : Physique quantique : la sagesse 145
  - Le modèle de l'atome de Bohr146
  - Portrait de l'atome150
  - Électrons151
  - Noyau153
  - Retour à l'atome de Bohr153
  - Une application de l'atome de Bohr : le laser153
  - Demi-vie ou vie moyenne154
  - Une autre expérience décisive : Stern et Gerlach155
  - Le spin157
  - Principe d'exclusion de Pauli, statistique de Bose-Einstein159
  - Une application du spin : l'IRM hospitalier160
  - Précision de la mesure : les incertitudes de Heisenberg161
  - L'électrodynamique quantique ou QED163
  - Les diagrammes de Feynman165
  - Calcul du moment magnétique de l'électron166
  - Le problème des infinis : la renormalisation168
  - Fin des controverses169
  - Conclusion 171
  - Épilogue 173
  - Bibliographie 175
  - Appendice I : Puissances de 10, unités et tailles comparées 177
  - Puissances de 10 et appellations usuelles177
  - Autres unités d'énergie et de longueur179
  - Taille comparée de quelques objets180
  - Appendice II : Les éléments 183
  - Tableau périodique des éléments ou classification périodique183
  - Utilisation du tableau périodique186
  - Représentations d'un élément186
  - Chaîne de L'Uranium-238187
  - Isotopes187
  - Configurations électroniques187
  - Brève histoire de l'univers, naissance des éléments191
  - Appendice III : Jargon 199
  - Section efficace199
  - Luminosité201
  - Nombre d'Avogadro202
  - Mole202
  - Distribution angulaire203
  - Calendrier d'une expérience simple204
  - Appendice IV : Compléments mathématiques 207
  - Petit rappel des règles mathématiques à respecter207
  - I. Démonstrations diverses 209
  - Calcul des paramètres de la collision Compton209
  - Obtention de la loi de décroissance exponentielle215
  - Relation entre fréquence et longueur d'onde pour un photon218
  - La théorie de jauge : des cercles et des ressorts219
  - II. Démonstrations relatives à la relativité 222
  - Un photon dans deux référentiels222
  - Expérience de pensée donnant le facteur de dilatation du temps224
  - Justification de la contraction des longueurs225
  - Loi des vitesses avec les transformations de Galilée et de Lorentz-Poincaré227
  - La transformation de Galilée est :227
  - La transformation de Lorentz-Poincaré est :228
  - Obtention de l'équation d'Einstein E = mc²229
  - Notation de Riemann et théorème de Pythagore231
  - Métrique de l'espace euclidien232
  - Métrique de l'espace-temps233
  - Le cône de lumière et les régions de l'espace-temps235
  - III. Démonstrations relatives à la physique quantique 236
  - Expression d'un minuscule système en unités de h, sa longueur d'onde236
  - Fonction d'onde de Broglie238
  - Rayons possibles pour les orbites de l'atome de Bohr240
  - Petites règles mathématiques pour la suite241
  - Dérivée seconde, par rapport à l'espace, de la fonction d'onde243
  - Obtention des deux relations de base de l'équation de Schrödinger244
  - Première relation : variation de la fonction d'onde par rapport au temps244
  - Deuxième relation : variation de la fonction d'onde par rapport à l'espace245
  - Obtention de l'équation de Schrödinger246
  - Résolution de l'équation de Schrödinger (cas particulier de l'effet tunnel)247
  - Appendice V : Listes diverses 253
  - Liste des analogies et des exemples253
  - Liste des figures255
  - Liste des scientifiques cités dans cet ouvrage qui ont reçu un prix Nobel256
  - Glossaire 261
  - Index 285
Origine de la notice:
- FR-751131015