Toute la physique à portée de main
Nouvelle édition
Vincent Boqueho
Dunod
Avant-propos : comment lire ce livre ?XV
Prologue. Une introduction à la physique
1
1. À quelle espèce le physicien appartient-il ?1
2. Un peu d'histoire des sciences5
Partie 1
Mécanique - Forces et mouvement
Chapitre 1. Les bases de la mécanique : l'obsession du mouvement
13
1. Voyager tout en restant chez soi : la relativité du mouvement13
2. Comment vaincre son inertie : le principe fondamental de la dynamique20
Chapitre 2. Aux portes de l'infiniment grand : la force gravitationnelle
27
1. Une force subtile aux secrets bien gardés27
2. Le pouvoir des marées : des planètes à la torture37
Chapitre 3. Aux portes de l'infiniment petit : la force électrostatique
45
1. Qui s'y frotte s'y pique45
2. Aux origines de toutes les forces50
Chapitre 4. Retour à l'échelle humaine : les forces du quotidien
57
1. Le sol : pertes et profits des contacts rugueux57
2. L'air et l'eau : des fluides visqueux63
3. Pression et poussée d'Archimède65
Chapitre 5. De mystérieuses influences issues du néant : les forces d'inertie
71
1. Une question de point de vue71
2. Les conséquences à l'échelle terrestre79
3. La force gravitationnelle est-elle une illusion ?84
Chapitre 6. Silence, on tourne !
89
1. La mise en rotation, une affaire de stratégie89
2. Des conséquences qui donnent le tournis94
Partie 2
Thermodynamique - De l'énergie à toutes les échelles
Chapitre 7. L'énergie : l'apologie du mouvement
109
1. L'énergie au quotidien109
2. L'énergie cinétique : fours chauds et autres bolides112
3. L'énergie potentielle : pétrole et pommes bien mûres119
Chapitre 8. Comment récupérer l'énergie qui nous entoure ?
127
1. Travailler plus pour gagner plus127
2. Le premier principe de la thermodynamique132
3. Créer de l'énergie : une mission impossible138
Chapitre 9. Les enseignements de l'entropie : l'effrayant destin de l'Univers
141
1. L'augmentation du désordre : une fatalité141
2. Le secret du corps humain et des autres édifices structurés148
3. Effacer pour tout recommencer : une chimère150
Chapitre 10. Une plongée dans la mécanique des fluides
157
1. Gaz, liquides et solides157
2. Les changements d'état162
3. La tension superficielle : des liquides qui collent à la peau165
4. Montgolfières et réfrigérateurs167
5. Ballons de foot et ailes d'avion170
Chapitre 11. Le son : une affaire de vibrations
175
1. L'onde acoustique175
2. Les instruments de musique179
Partie 3
Électricité et magnétisme - Des charges minuscules aux conséquences colossales
Chapitre 12. Quelques phénomènes électrostatiques
189
1. Le moteur des charges : champ et potentiel189
2. Le courant électrique192
3. Foudre, éclairs et étincelles193
Chapitre 13. Les bases de l'électricité
203
1. Un receveur universel : la résistance203
2. Quelques générateurs usuels : piles et condensateurs209
3. Propriétés de circuits simples212
4. La consommation énergétique des appareils216
Chapitre 14. Une interaction improbable : la force magnétique
223
1. Quelques constats autour des aimants223
2. Les courants, créateurs de champ magnétique229
3. Propriétés de la force magnétique234
4. Synthèse sur l'interaction magnétique238
Chapitre 15. Quelques phénomènes magnétiques
241
1. Plongée au coeur des aimants241
2. Le champ magnétique terrestre244
3. Moteurs et freins magnétiques251
Chapitre 16. L'induction, un précieux couplage électromagnétique
255
1. Le champ magnétique, créateur de courants255
2. Le fonctionnement des centrales électriques260
3. Les courants sinusoïdaux au coeur de notre quotidien265
4. La bobine, un composant qui ne se laisse pas faire267
Chapitre 17. Quelques applications de l'induction
273
1. Équipements électroacoustiques : micros et haut-parleurs273
2. Manipulations de très hautes tensions : les transformateurs275
3. Oscillateurs et filtres électriques279
Chapitre 18. La révolution du transistor
287
1. Les semi-conducteurs au coeur de la révolution287
2. La diode : un composant à prendre du bon côté290
3. Le transistor : un amplificateur de courant292
4. L'ère du numérique295
Partie 4
Optique - Lumière et autres ondes électromagnétiques
Chapitre 19. La lumière : un véhicule électromagnétique
303
1. Électricité et magnétisme, un couple inséparable303
2. Les ondes électromagnétiques305
3. La nature ondulatoire de la lumière309
4. Des ondes radio aux rayons X : tout un spectre à disposition315
5. L'énergie de la lumière321
Chapitre 20. Quelques phénomènes lumineux
325
1. Une représentation commode : le rayon lumineux325
2. Des interactions riches en couleurs328
3. Quand la lumière taille au plus court331
4. Déviations inopinées335
5. Irisations et autres arcs-en-ciel338
6. La lumière polarisée341
Chapitre 21. Les instruments d'optique
347
1. Des miroirs pas toujours fidèles347
2. Lentilles et autres loupes350
3. L'oeil, un instrument comme un autre352
4 Lunettes astronomiques et télescopes356
Partie 5
Physique quantique - Une plongée dans le monde de Lilliput
Chapitre 22. La lumière, onde ou corpuscules ?
363
1. Les photons, des particules que personne n'attendait364
2. Des ondes de probabilité insaisissables369
3. Lampes de chevet et lampes stellaires373
4. Qu'est-ce qui est réel ?376
Chapitre 23. La matière, corpuscules ou onde ?
381
1. Une énigme à résoudre : la stabilité des atomes381
2. Une hypothèse lumineuse386
3. Conséquence : à quoi ressemble un atome ?389
4. La lumière et la matière : deux particules, une seule onde394
5. Des particules unies... pour la vie ?399
6. L'effet tunnel : un passe-muraille402
7. La partie cachée de l'Univers405
Chapitre 24. La chimie, fille naturelle de la physique quantique
411
1. La structure électronique des atomes411
2. Les électrons atomiques en quête de camarades416
3. Formation et transformation des molécules420
Chapitre 25. Le spin : la danse du twist des particules
431
1. Une rotation quantique fondamentale431
2. Application : l'informatique quantique438
Partie 6
Relativité et physique nucléaire - De l'énergie à revendre
Chapitre 26. Les bases de la relativité
445
1. Des paradoxes qui donnent le tournis445
2. Levée du paradoxe : la relativité du temps et de l'espace450
3. Le mur de la lumière457
4. L'énergie de masse : E = mc2460
Chapitre 27. Le magnétisme et la gravitation : des forces inutiles
463
1. Le magnétisme, fils caché de l'électrostatique463
2. La gravitation n'est pas une force470
Chapitre 28. La physique nucléaire : nouvelles forces et nouvelles particules
481
1. L'interaction forte, une glu pour le noyau481
2. L'interaction faible, un transformateur de particules487
3. Des désintégrations quantiques spontanées : la radioactivité490
4. La fission et la fusion nucléaire496
5. Une cinquième interaction fondamentale : le champ de Higgs502
Épilogue. L'Univers tient-il sur un timbre-poste ?
509
Une équation, un Univers509
Les trois piliers de l'Univers511
Physique et métaphysique513
Quelques conseils de lecture
519
Index
521