L'évolution des concepts de la physique de Newton à nos jours

Auteur(s) :

Farvacque, Jean-Louis (1945-....) Découvrir l'auteur

Résumé

Description de toute la démarche des physiciens depuis le XVIIe siècle jusqu'à nos jours, avec une description des faits expérimentaux les plus essentiels, puis l'analyse des différents concepts ainsi que leur évolution.

Éditeur(s)
- Ellipses
Date
- DL 2013
Notes
- Bibliogr. Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (XII-348 p.) : ill. ; 24 cm
Collections
- Références sciences
Sujet(s)
- Histoire
- Physique
ISBN
- 978-2-7298-7626-5
Indice
- 53 Physique générale
Quatrième de couverture
- L'évolution des concepts de la physique de Newton à nos jours
  La physique est née, en Occident, il y a presque quatre cents ans. Elle aboutit aujourd'hui à une myriade de spécialités dont les retombées technologiques sculptent notre vie quotidienne. L'enseignement de la physique est donc devenu complexe et, aussi bien à l'université que dans les écoles d'ingénieurs, il s'effectue, en pratique, par « modules spécialisés » qui semblent souvent, pour les étudiants débutants, indépendants les uns des autres. Dur de se faire une idée synthétique !
  Alors, que doit-on retenir à l'issue d'une licence de physique, avant d'entrer dans la vie courante ? Que doit-on comprendre avant d'aborder, en tant que physicien, les différents masters, puis la recherche ou le développement de la technologie ?
  Sûrement pas le contenu d'une quantité innombrable de livres spécialisés dans chacune des disciplines, souvent trop gros, trop exhaustifs, décourageants ! Ces livres seront effectivement utiles, indispensables après, dans la vraie vie. Avant tout, il faut assimiler, apprécier la cohérence des quelques idées simples élaborées au fil des quatre derniers siècles qui forgent la base de notre compréhension de la science actuelle sous toutes ses formes.
  C'est la prétention de ce livre que d'exposer une approche cohérente et synthétique de l'évolution des concepts de la physique depuis Newton jusqu'à nos jours.
Tables des matières
- - L'évolution des concepts de la physique de Newton à nos jours
  - Jean-Louis Farvacque
  - ellipses
  - I. Espace, temps, mouvement
  - 1. L'existence de l'univers définit « l'espace » 1
  - 2. L'évolution de l'univers définit « le temps » 4
  - 3. Relativité des mouvements 8
  - II. La dynamique Newtonienne
  - 1. L'équation fondamentale 13
  - 2. L'unité de masse 15
  - 3. Le moment cinétique 15
  - 4. Covariance des lois physiques 16
  - 5. Travail, énergie 16
  - III. Les collisions
  - 1. Qu'est-ce qu'un choc ? 19
  - 2. Conservation de la quantité de mouvement 20
  - 3. Conservation de l'énergie totale 20
  - 4. Collisions élastiques 21
  - 5. Collisions inélastiques 23
  - 6. Conclusion 24
  - IV. Pesanteur et gravitation universelle
  - 1. La portée de l'équation fondamentale de la dynamique 25
  - 2. La pesanteur 26
  - 2.1. L'accélération de la pesanteur26
  - 2.2. L'énergie potentiel de pesanteur27
  - 3. Les forces mécaniques 28
  - 3.1. Généralités28
  - 3.2. Les forces de liaison28
  - 3.3. Les forces de rappel30
  - 3.4. Les forces de frottement31
  - 4. La gravitation universelle 33
  - 4.1. Le champ de gravitation33
  - 4.2. Le champ de gravitation créé par une distribution d'objets ponctuels35
  - 4.3. Le théorème de Gauss38
  - 4.4. La pesanteur : manifestation des forces de la gravitation39
  - 4.5. L'énergie potentielle associée aux forces de gravitation40
  - 4.6. Propriété fondamentale des champs de gravitation41
  - 4.7. L'énergie d'interaction stockée dans le champ de gravitation42
  - 5. Le système solaire 45
  - 5.1. Mise en évidence de la rotation de la terre46
  - 5.2. Caractéristique des trajectoires des planètes (lois de Kepler)48
  - V. L'interaction électrique
  - 1. La découverte de l'électricité 57
  - 2. Une deuxième interaction naturelle 57
  - 2.1. Les charges électriques et la force de Coulomb57
  - 2.2. Le champ électrique et le théorème de Gauss59
  - 2.3. Le potentiel électrique63
  - 2.4. L'énergie d'interaction électrique63
  - 3. Exemple de calculs du champ électrique 68
  - 3.1. Méthode d'intégration directe du champ68
  - 3.2. Méthode du potentiel71
  - 3.3. Utilisation du théorème de Gauss73
  - 3.4. Résolution de l'équation de Poisson76
  - 3.5. Méthode générale d'intégration de l'équation de Poisson80
  - 4. L'électrocinétique 80
  - 4.1. Isolants et conducteurs80
  - 4.2. Courant et densité de courant82
  - 4.3. Conservation du courant84
  - 4.4. La loi d'Ohm et la résistivité des conducteurs86
  - 5. Les circuits électriques 90
  - 5.1. Symboles et conventions de signe91
  - 5.2. Exemple : générateurs opposés91
  - 5.3. Les théorèmes de Thévenin et de Norton92
  - VI. Les phénomènes magnétiques
  - 1. Le champ magnétique 93
  - 1.1. La loi de Laplace93
  - 1.2. La force de Lorentz94
  - 2. Propriété fondamentale du champ magnétique 98
  - 3. Peut-on créer des champs magnétiques ? 100
  - 3.1. La loi de Biot et Savart100
  - 3.2. Expression générale du champ magnétique102
  - 3.3. Définition de l'ampère, valeur conventionnelle de µ₀102
  - 3.4. Champ magnétique créé sur l'axe d'une spire conductrice104
  - 3.5. Le solénoïde de longueur finie104
  - 4. Le potentiel vecteur et le théorème d'Ampère 105
  - 4.1. Démonstration du théorème d'Ampère105
  - 4.2. Utilisation du théorème d'Ampère107
  - 4.3. Le potentiel vecteur110
  - 5. Moment magnétique associé à une boucle de courant 111
  - 6. Conclusion 114
  - VII. Phénomènes d'induction. Equations de Maxwell. Ondes électromagnétiques
  - 1. La loi de Lenz 115
  - 2. Les équations de Maxwell 117
  - 3. Les équations de propagation 120
  - 3.1. La jauge de Lorentz120
  - 3.2. Les potentiels retardés122
  - 4. L'énergie magnétique 123
  - 5. Propagation libre des champs : les ondes électromagnétiques 126
  - 5.1. Les ondes électromagnétiques126
  - 5.2. Propagation de l'énergie électromagnétique127
  - 6. Interférences et diffraction 129
  - 6.1. Les interférences : principe de base129
  - 6.2. Réalisation expérimentale130
  - 6.3. Les phénomènes de diffraction132
  - VIII. Systèmes à N corps. Mécanique analytique
  - 1. Généralisation des lois de la mécanique au cas des systèmes à N particules 137
  - 1.1. Eléments cinétiques d'un système de N points matériels137
  - 1.2. Dynamique des systèmes de N points matériels139
  - 2. Les degrés de liberté 142
  - 3. Le formalisme de la mécanique analytique 144
  - 3.1. Les équations de Lagrange dans le cas des forces conservatives144
  - 3.2. Le principe de moindre action147
  - 3.3. Impulsions généralisées, variables cycliques149
  - 3.4. Le lagrangien associé aux pseudo-forces150
  - 3.5. Le lagrangien associé aux forces électromagnétiques151
  - 3.6. Forces dissipatives, fonction de Rayleigh152
  - 4. Les lois de conservation 153
  - 4.1. L'énergie153
  - 4.2. L'impulsion154
  - 4.3. Le moment cinétique154
  - 5. Applications des équations de Lagrange 155
  - 6. Le formalisme d'Hamilton 162
  - 6.1. Les équations d'Hamilton162
  - 6.2. Evolution des grandeurs mécaniques, crochets de Poisson163
  - 6.3. Intérêt du formalisme d'Hamilton164
  - IX. La relativité
  - 1. L'éther existe-t-il ? 165
  - 1.1. L'expérience de Michelson-Morley167
  - 1.2. La transformation de Lorentz-Poincaré168
  - 2. L'espace de Minkowski à 4 dimensions 173
  - 2.1. L'invariant relativiste173
  - 2.2. Diagrammes de Minkowski175
  - 3. La dynamique relativiste 177
  - 3.1. L'équation fondamentale de la dynamique relativiste177
  - 3.2. L'énergie cinétique. Equivalence masse énergie179
  - 4. L'électromagnétisme et la relativité restreinte 180
  - 5. Les quadrivecteurs 183
  - 6. Gravitation et relativité générale 188
  - 6.1. Le principe d'équivalence188
  - 6.2. Déviation des photons dans un champ de gravitation189
  - 6.3. Le décalage vers le rouge gravitationnel190
  - 6.4. Les équations d'Einstein191
  - 6.5. La métrique de Schwarzschild194
  - 6.6. Quelques conséquences de la métrique de Schwarzschild196
  - 7. Conclusion 202
  - X. La physique quantique
  - 1. Les faits questions 203
  - 2. Les points faibles de la mécanique classique 208
  - 3. Le cadre mathématique de la mécanique quantique 210
  - 4. Le commutateur de base de la physique quantique, inégalités d'Heisenberg 216
  - 5. La représentation d'Heisenberg 218
  - 5.1. Les opérateurs dans la représentation Q218
  - 5.2. Les opérateurs dans la représentation P219
  - 5.3. Equations d'évolutions dans la représentation d'Heisenberg221
  - 5.4. La deuxième inégalité d'Heisenberg223
  - 6. La représentation de Schrödinger 224
  - 7. La mécanique ondulatoire 225
  - 7.1. L'équation de Schrödinger225
  - 7.2. Valeurs moyennes en mécanique ondulatoire227
  - 8. Les apports du formalisme 228
  - 8.1. Les systèmes conservatifs : loi de Planck/Einstein228
  - 8.2. La particule libre : loi de Louis de Broglie230
  - 8.3. Influence d'une discontinuité de potentiel232
  - 8.4. Barrière de potentiel, l'effet tunnel234
  - 8.5. Le puits de potentiel de profondeur finie (états liés)236
  - 8.6. Le puits de potentiel infini239
  - 8.7. L'oscillateur harmonique à une dimension240
  - 8.8. L'atome d'hydrogène246
  - 9. Perturbations 248
  - 9.1. Les méthodes approchées de résolution de l'équation de Schrödinger indépendante du temps248
  - 9.2. Les probabilités de transition : la règle d'or de Fermi250
  - 10. Observables compatibles avec l'hamiltonien 253
  - 10.1. Le moment cinétique253
  - 10.2. Le moment cinétique classique et le moment magnétique254
  - 10.3. Les opérations quantiques liés au moment cinétique255
  - 10.4. Le spin : une nouvelle grandeur adhoc259
  - 10.5. Le spin des particules et le principe de Pauli264
  - 11. La mécanique quantique relativiste 266
  - 11.1. Spineurs et équation de Dirac267
  - 11.2. La limite classique de l'équation de Dirac270
  - 11.3. Le spin des particules271
  - XI. Kit de survie en mathématiques
  - 1. Introduction 273
  - 2. Espace et systèmes de coordonnées 273
  - 3. Vecteurs 274
  - 3.1. Définition274
  - 3.2. Addition de vecteurs274
  - 3.3. Multiplication d'un vecteur par un scalaire275
  - 3.4. Repérage d'un point au moyen de vecteurs275
  - 3.5. Produit scalaire de deux vecteurs275
  - 3.6. Le produit vectoriel277
  - 4. Dérivées de fonctions 278
  - 4.1. Définition278
  - 4.2. La fonction constante279
  - 4.4. La fonction quadratique279
  - 4.5. La fonction élévation de x à la puissance n280
  - 4.6. Somme de fonctions280
  - 4.7. Produit de fonctions280
  - 4.8. Rapport de deux fonctions281
  - 4.9. Dérivées d'ordre n281
  - 4.10. Dérivées de fonctions composées281
  - 4.11. Les fonctions trigonométriques282
  - 5. Développement en série et fonctions spéciales 283
  - 5.1. Le développement de MacLaurin283
  - 5.2. Développements limités284
  - 5.3. La fonction exponentielle284
  - 5.4. La fonction logarithme285
  - 5.5. Primitives286
  - 6. Les nombres complexes 286
  - 7. Les intégrales 289
  - 7.1. L'intégrale simple289
  - 7.2. L'intégrale double291
  - 7.3. Intégrales triples295
  - 7.4. Intégrales diverses296
  - 8. Différentielles et opérateurs différentiels 299
  - 8.1. La différentielle d'une fonction à une seule variable299
  - 8.2. Différentielle d'une fonction à plusieurs variables : le gradient299
  - 8.3. Le gradient d'une fonction dans les différents systèmes de coordonnées301
  - 8.4. La divergence d'un vecteur303
  - 8.5. Le rotationnel d'un vecteur305
  - 8.6. Les laplaciens307
  - 8.7. Différentielles et formes différentielles307
  - 8.8. Les fonctions implicites308
  - 8.9. L'opérateur Nabla309
  - 9. Les équations différentielles 310
  - 9.1. Généralités310
  - 9.2. Equation différentielle du premier ordre313
  - 9.3. Equation différentielle linéaire du second degré314
  - 9.4. Régimes forcés318
  - 10. La transformation de Fourier 321
  - 10.1. La fonction de distribution de Dirac321
  - 10.2. La transformation de Fourier323
  - 10.3. Quelques propriétés des transformées de Fourier325
  - 10.4. Produits de convolution, de corrélation325
  - 11. Généralités sur les espaces vectoriels 326
  - 12. La géométrie différentielle 330
  - 12.1. Vecteurs contravariants et changement de base330
  - 12.2. La dérivation covariante335
  - 12.3. Espaces de Riemann337
  - Epilogue341
  - Bibliographie345
  - Index alphabétique347
Origine de la notice:
- FR-751131015