Une histoire de la physique moderne

Sommaire et contenu du livre "Une histoire de la physique moderne"

Sommaire Avant-propos 9 Chapitre 1 : La m?morphose de la physique Il Un environnement bien tranquille Il Le saut dans l'inconnu 13 Chapitre II : Les grands principes et les notions essentielles 19 Les principes de conservation de quantit?physiques 20 Actel: ?ergie 20 Acte II : Impulsion 21 Acte III: Moment angulaire 21 Acte IV : Autres quantit?physiques 22 Acte V: Intervention d'Emmy Noether 22 Acte VI : Le principe de moindre action 23 Les notions essentielles 24 Champ 24 Interaction 25 Sym?ies 27 Sym?ie de jauge et brisure de sym?ie 29 Th?ie de jauge 31 Antimati? 32 Une application des antiparticules: le TEPscan hospitalier. 35 Chapitre III : La mont?vers la simplicit?7 Prologue: le capharna?es interactions ?'aube du XXc si?e 38 ?ape 1 : l'interaction gravitationnelle 39 ?ape 2 : l'interaction ?ctromagn?que 40 Interaction ?ctromagn?que et charges ?ctriques, ?ations de Maxwell 41 Le spectre ?ctromagn?que 45 La lumi? visible et l'arc-en-ciel 46 Le rayonnement ?ctromagn?que et le corps humain 48 ?ape 3 : l'interaction faible 50 La radioactivit?0 Un voyage magique et merveilleux vers l'atome 51 La d?nt?ation ~-53 Une application de la d?nt?ation ~-: la datation au Carbone-14 53 La d?nt?ation ~+ 55 Il y a un fant?dans la d?nt?ation ~-! 55 Les neutrinos 56 Oscillations et ?rgies de masse des neutrinos 57 Le fonctionnement des ?iles (le soleil) 58 ?ape 4 : l'interaction ?ctrofaible 60 Courants charg?et courant neutre 63 ?ape 5 : l'interaction forte 64 La th?ie des quarks 64 La chromodynamique quantique ou QCD 66 Les gluons 68 Une corde 70 Le confinement des quarks 71 ?ape 6 (et derni?) : le mod? standard 72 Conservation du nombre leptonique 75 Conservation du nombre baryonique 76 Conclusion sur le mod? standard 78 Le si?e de la physique des particules 79 Vers la Grande Unification 85 Chapitre IV: La relativit?estreinte 87 Pr?bule: un ?t des lieux des « galil?s» ?'arriv?d'Einstein 87 Une histoire de r?rentiels 88 r exp?ence d?sive: Michelson et Morley 91 rapport d'Einstein en 1905 : un photon dans deux r?rentiels 92 Masse-?rgie 96 Espace-temps 98 Une affaire de m?ique 99 La m?ique de l'espace euclidien 99 La m?ique de l'espace-temps 100 Une nouvelle unit?e longueur: la « seconde-lumi? » 102 (Chrono)g??ie de l'espace-temps, c?de lumi? et ligne d'univers 102 Chapitre V : La relativit??rale 107 Pr?de: la relativit?estreinte laisse ?instein un go?mer. 107 Un ascenseur en chute libre 108 Une bo? aux confins de l'univers 108 Principe d'?ivalence 109 Formalisme de la relativit??rale 110 Notation de Riemann 110 Vers l'?ation d'Einstein 112 Une image gastronomique de l'espace-temps d?rm?15 Une image mobili? de l'espace-temps d?rm?16 La th?ie d'Einstein confront??a r?it?xp?mentale 118 Chapitre VI: Physique quantique: naissance et premiers pas 121 Introduction: Qu'est-ce que la physique quantique 122 M?nique quantique: quand? 122 Naissance de la m?nique quantique: la constante de Planck 123 La m?nique quantique s'installe: l'effet photo?ctrique 124 Argument des r?cents 125 Chapitre VII : Physique quantique: fin de l'adolescence 127 Les r?cents K.-O 127 La m?nique quantique rallie les derniers « refuzniks» : l'effet Compton 128 La fin de la controverse: la lumi? est une onde et un corpuscule 129 Le grand saut: TOUT est onde et corpuscule 131 Lapport de Broglie: le triomphe de l'onde 131 Repr?nter une particule: une fonction d'onde 132 Chapitre VIII: Physique quantique: la maturit?35 L?ation de Schrodinger 135 Une application de l'?ation de Schrodinger : le microscope ?ffet tunneL 141 Chapitre IX: Physique quantique: la sagesse 145 Le mod? de l'atome de Bohr. 146 Portrait de l'atome 150 ?ectrons 151 Noyau 153 Retour ?'atome de Bohr 153 Une application de l'atome de Bohr: le laser. 153 Demi-vie ou vie moyenne 154 Une autre exp?ence d?sive: Stern et Gerlach 155 Le spin 157 Principe d'exclusion de Pauli, statistique de Bose-Einstein 159 Une application du spin: l'IRM hospitalier 160 Pr?sion de la mesure: les incertitudes de Heisenberg 161 L?ctrodynamique quantique ou QED 163 Les diagrammes de Feynman 165 Calcul du moment magn?que de l'?ctron 166 Le probl? des infinis: la renormalisation 168 Fin des controverses 169 Conclusion 171 ?ilogue 173 Bibliographie 175 Appendice 1 : Puissances de 10, unit?et tailles compar? 177 Puissances de 10 et appellations usuelles 177 Autres unit?d'?rgie et de longueur 179 Taille compar?de quelques objets 180 Appendice II : Les ?ments 183 Tableau p?odique des ?ments ou classification p?odique 183 Utilisation du tableau p?odique 186 Repr?ntations d'un ?ment 186 Cha? de LUranium-238 187 Isotopes 187 Configurations ?ctroniques 187 Br? histoire de l'univers, naissance des ?ments 191 Appendice III : Jargon 199 Section efficace 199 Luminosit?01 Nombre d'Avogadro 202 Mole 202 Distribution angulaire 203 Calendrier d'une exp?ence simple 204 Appendice IV: Compl?nts math?tiques 207 Petit rappel des r?es math?tiques ?especter 207 1. D?nstrations diverses 209 Calcul des param?es de la collision Compton 209 Obtention de la loi de d?oissance exponentielle 215 Relation entre fr?ence et longueur d'onde pour un photon 218 La th?ie de jauge: des cercles et des ressorts 219 II. D?nstrations relatives ?a relativit?22 Un photon dans deux r?rentiels 222 Exp?ence de pens?donnant le facteur de dilatation du temps 224 Justification de la contraction des longueurs 225 Loi des vitesses avec les transformations de Galil?et de Lorentz-Poincar?27 La transformation de Galil?est: 227 La transformation de Lorentz-Poincar?st: 228 Obtention de l'?ation d'Einstein E =mc2 229 Notation de Riemann et th?? de Pythagore 231 M?ique de l'espace euclidien 232 M?ique de l'espace-temps 233 Le c?de lumi? et les r?ons de l'espace-temps 235 III. D?nstrations relatives ?a physique quantique 236 Expression d'un minuscule syst? en unit?de h, sa longueur d'onde 236 Premi? relation: Deuxi? relation: Fonction d'onde de Broglie 238 Rayons possibles pour les orbites de l'atome de Bohr. 240 Petites r?es math?tiques pour la suite 241 D?v?seconde, par rapport ?'espace, de la fonction d'onde 243 Obtention des deux relations de base de l'?ation de Schr6dinger 244 variation de la fonction d'onde par rapport au temps 244 variation de la fonction d'onde par rapport ?'espace 245 Obtention de l'?ation de Schr6dinger 246 R?lution de l'?ation de Schr6dinger (cas particulier de l'effet tunnel) .. 247 Appendice V: Listes diverses 253 Liste des analogies et des exemples 253 Liste des figures 255 Liste des scientifiques cit?dans cet ouvrage qui ont re?un prix Nobel 256 Glossaire 261 Index 285