Toute la Physique sur un timbre-poste

Pourquoi la Lune nous présente-t-elle toujours la même face ? Pourquoi le ciel et la mer sont-ils bleus, tandis qu'une flaque d'eau est transparente ? Qu'est-ce que l'énergie ? Pourquoi la lumière est-elle à la fois une onde et un ensemble de particules ? Pourquoi ne peut-on pas dépasser la vitesse de la lumière ?

En cherchant la réponse à toutes ces questions, la physique a fait une découverte majeure, sidérante : TOUT ce qui nous entoure est l'expression de quatre forces fondamentales, potentiellement unifiables en une seule Force qui piloterait l'Univers, de l'infiniment petit à l'infiniment grand. Tous ces phénomènes, des plus simples au plus complexes, trouvent leur explication dans l'une de ces quatre forces.

C'est cette profonde unité que ce livre vous fera découvrir. Aucun pré-requis n'est nécessaire : les fondements physiques des phénomènes sont expliqués clairement, peu à peu, sans jamais recourir à l'outil mathématique. Les grands domaines de la physique sont abordés et reliés : mécanique, thermodynamique, électromagnétisme, optique, physique quantique, relativité... et illustrés par de nombreux exemples : GPS, laser, radio...

Ce livre unique vous rendra limpides tous les phénomènes de notre quotidien, et bien au-delà, jusqu'à tutoyer l'essence de l'Univers...

SOMMAIRE.


Comment lire ce livre? XI

Quelques questions traitées dans cet ouvrage XIII

Chapitre 1. Une introduction à la physique
1.
À quelle espèce le physicien appartient-il?
II.
Un peu d'histoire des sciences 5

PARTIE l
MÉCANIQUE -FORCES ET MOUVEMENT

Chapitre 2. Les bases de la mécanique 13

1.
La relativité du mouvement 13

II.
Force et inertie 20

Chapitre 3. La force gravitationnelle 27

1.
L:expression de la force gravitationnelle 27

II.
Les marées 37

Chapitre 4. La force électrostatique 45

1.
Description de la force électrostatique 45

II.
Une force omniprésente 50

Chapitre 5. Les forces de contact 57

1.
Le contact entre solides 57

II.
Les frottements fluides 63

III.
Une force qui fait pression 65

Chapitre 6. Les forces d'inertie 71

1.
Origine des forces d'inertie 71

Sommaire
II.
Les conséquences sur Terre 79

III.
La gravitation: une pseudo-force? 83

Chapitre 7. Silence, on tourne! 89

1.
La mise en rotation d'un objet 89

II.
Propriétés d'un objet qui tourne 94

PARTIE 2

THERMODYNAMIQUE -DE L'ÉNERGIE À TOUTES LES ÉCHELLES

Chapitre 8. Qu'est-ce que l'énergie? 109

1.
L'énergie au quotidien 109

II.
Énergie cinétique, température et mouvement 112

III.
Énergie potentielle et conservation de l'énergie totale 119

Chapitre 9. les échanges d'énergie 125

1.
Puissance et travail 125

Il.
Le premier principe de la thermodynamique 130

III.
Un retour sur la conservation de l'énergie 136

Chapitre 10. l'entropie et le désordre 139

1.
L'augmentation inéluctable du désordre 139,

Il.
Les transferts d'entropie 146

III.
Des actions irréversibles... 147

Chapitre Il. Gaz, liquides et solides 153

1.
La formation des liquides et des solides 153

Il.
Les changements d'état 158

III.
La tension superficielle 161

IV.
Mouvement et température d'un gaz 163

V.
Écoulements de fluides 166

Chapitre 12. le son 171

1.
L'onde acoustique 171

II.
Les instruments de musique 175

PARTIE 3

ÉLECTRICITÉ ET MAGNÉTISME -DES CHARGES MINUSCULES AUX CONSÉQUENCES COLOSSALES
Chapitre 13. Quelques phénomènes électrostatiques 185

1.
Un espace pas si vide que ça... 185

II.
Des charges en mouvement 188

III.
Foudre, éclairs et étincelles... 189

Chapitre 14. les bases de l'électricité 199

1.
Établissement d'un courant dans un conducteur 199

Il.
Faire durer le courant 205

III.
Quelques propriétés des circuits électriques 208

IV L'énergie électrique 212

Chapitre 15. la force magnétique 219

1.
La découverte de la force magnétique 219

II.
Le champ magnétique 225

III.
L'expression de la force magnétique 230

IV Synthèse: l'action de la force magnétique 233

Chapitre 16. Quelques applications en magnétostatique 237

1.
L'interaction entre deux aimants 237

II.
Le champ magnétique terrestre 240

III.
Applications aux moteurs et aux freins 247

Chapitre 17. l'induction 251

1.
Des courants induits 251

II.
Les centrales électriques 256

III.
Compléments sur les signaux sinusoïdaux 261

IV L'auto-induction 263

Chapitre 18. Quelques applications de l'induction 269

1.
Micros et haut-parleurs 269

II.
Les transformateurs 271

III.
Les oscillateurs 275

Chapitre 19. la révolution du transistor 283

1.
Les semi-conducteurs 283

II.
La diode 286

III.
Le transistor 288

IV.
L'ère du numérique 291

PARTIE 4

OPTIQUE -LUMIÈRE ET AUTRES ONDES ÈLECTROMAGNÉTIQUES

Chapitre 20. la nature de la lumière 297

1.
L'édifice de l'électromagnétisme au complet 297

II.
Les ondes électromagnétiques 299

III.
La lumière: une onde électromagnétique 303

IV.
Les différentes ondes électromagnétiques 309

V.
L'énergie des ondes électromagnétiques 315

Chapitre 21. la propagation de la lumière 319

1.
Les rayons lumineux 319

II.
L'interaction lumière/matière 322

III.
La trajectoire de la lumière 325

IV.
Réflexion et réfraction 328

V.
La dispersion de la lumière 332

Chapitre 22. les instruments d'optique 335

1.
Les surfaces planes 335

II.
Les lentilles 338

III.
L'œil 340

IV.
L'observation des astres 344

PARTIE 5

PHYSIQUE MODERNE -PHYSIQUE QUANTIQUE ET RELATIVITÉ

Chapitre 23. la lumière, onde ou corpuscules? 351

1.
La plongée dans la physique quantique 352

II.
La nature du photon 357

III.
Conséquences des quanta de lumière à grande échelle 361

IV.
La « réalité» en physique 364

Chapitre 24. la matière, corpuscules ou onde? 369

1.
Les problèmes à résoudre 369

II.
Une hypothèse « lumineuse» 374

III.
Description d'un atome 377

IV.
Quand le concept de réalité devient de plus en plus trouble... 382

V.
l:effet tunnel 386

VI.
Indétermination et non-déterminisme 389

Chapitre 25. les réactions chimiques 395

1.
La structure électronique des atomes 395

II.
Propriétés des atomes 400

III.
Formation et propriétés des molécules 404

Chapitre 26. la relativité 415

1.
Les problèmes à résoudre 415

II.
Le temps et l'espace: des notions relatives 419

III.
Une vitesse indépassable 427

IV.
E= me' 430

V.
Le magnétisme, manifestation relativiste 432

VI.
Conséquences sur la gravitation 438

Chapitre 27. la physique nucléaire 443

1.
La cohésion du noyau et l'interaction forte 443

II.
La mutation des particules et l'interaction faible 449

III.
La radioactivité 452

IV.
La fission et la fusion nucléaire 458

V.
Conclusion 463

l'Univers tient-il sur un timbre-poste? 467

Une équation, un Univers 467

Physique et métaphysique 469

Index 473