La pensée en physique
Diversité et unité
José-Philippe Pérez
edp sciences
Avant-propos
9
1. Introduction
13
Description de L'ouvrage15
Nécessité d'une description quantitative16
Multiples et sous-multiples20
Alphabet grec20
2. Galilée contre Aristote : chute libre et relativité galiléenne
21
Mouvement22
Relativité galiléenne29
3. Descartes et Newton : les lois du mouvement
35
Le football37
Chute libre dans la machine d'Atwood47
Lois de Newton et relativité galiléenne48
4. Coriolis et Foucault : forces d'inertie et forces de marées
51
Forces d'inertie52
Forces d'inertie terrestres54
Poids d'un corps56
Pendule de Foucault60
Marées65
5. Young et Mayer : le concept d'énergie
71
Énergie mécanique73
Le premier principe de la thermodynamique78
Transformations énergétiques81
Énergie des systèmes vivants83
6. Kepler et Newton : planètes et satellites
91
Lois historiques de Kepler92
Problème de Kepler94
Satellites de la Terre101
Points de Lagrange106
7. Kelvin et Onnes : température très basses températures
109
Température110
Diffusion de la température113
Basses et très basses températures115
8. Clausius et Boltzmann : le concept d'entropie
123
Deuxième principe et entropie124
Énoncés historiques du deuxième principe128
Machines dithermes130
Interprétation statistique de l'entropie135
9. Euler et Zeuner : systèmes ouverts en mécanique et en thermodynamique
143
Mécanique des systèmes ouverts145
Thermodynamique des systèmes ouverts151
10. Huygens et Fermat : rayons lumineux et mirages
157
Principe de Huygens et Fresnel159
Diffraction164
Réfraction de la lumière167
Formulation newtonienne des lois de l'optique170
Principe historique de Fermat173
11. Rayleigh et Fourier : images et filtrage spatial
177
Sténopé178
Image dans l'approximation des rayons lumineux179
Optique de Fourier. Filtrage spatial189
12. Young et Gabor : interférence et holographie
199
Interférence de deux ondes monochromatiques200
Holographie212
13. Poincaré et Einstein : extension de la relativité galiléenne
217
Équations de Maxwell218
Principe de relativité de Poincaré-Einstein224
Dilatation des durées228
Contraction des longueurs233
Dynamique et énergétique einsteiniennes235
Système de particules240
Collisions de particules rapides242
14. Einstein et Hubble : la relativité générale
247
Singularité de la force de gravitation247
Principe de relativité générale251
Problème de Kepler en relativité générale254
Décalage spectral d'origine gravitationnelle256
Déviation de la lumière par une masse260
Astres obscurs et trous noirs261
Cosmologie263
15. Planck et Einstein : la quantification de l'énergie
271
Rayonnement du corps noir273
Effet photoélectrique277
Effet Compton284
Rayonnement d'un trou noir287
16. Rutherford et Bohr : le modèle atomique
289
Diffusion de Rutherford290
Quantification de l'énergie des atomes293
Atomes hydrogénoïdes298
Excitation des atomes301
Limites du modèle de Bohr303
17. De Broglie et Ruska : le comportement ondulatoire des objets
305
Hypothèse fondamentale de de Broglie306
Confirmations expérimentales309
Microscope électronique311
Interprétation probabiliste316
Microscope à effet tunnel319
18. Heisenberg et Schrôdinger : inégalités, superposition, intrication
321
Contribution d'Heisenberg322
Contribution de Schrodinger329
Bases épistémologiques de la physique quantique342
Théorie alternative de de Broglie-Bohm344
19. Einstein et Townes : émission stimulée, lasers
345
Émission de lumière par les atomes346
Réalisation d'une émission stimulée348
Différents types de lasers352
Propriétés des faisceaux lasers355
Speckle356
Lasers de grande puissance357
20. Dirac et Purcell : spin, RMN et spintronique
359
Précession360
Spin367
Résonance magnétique nucléaire370
Spintronique374
Annexe 1 : Quelques résultats mathématiques utiles377
Les nombres378
Les vecteurs379
Les fonctions sinusoïdales381
Annexe 2 : Itinéraire385