physique - physique.

« L’avènement véritable de la physique survient peu après la Renaissance, à la suite des découvertes réalisées en astronomie par Copernic, Kepler et Galilée.

En 1543, NicolasCopernic publie en effet un traité d’astronomie dans lequel il propose un système héliocentrique, où les planètes tournent autour du Soleil ( voir Copernic, système de). Influencé par Copernic, Tycho Brahé adopte alors un compromis entre ce système héliocentrique et le système géocentrique de Ptolémée.

Il imagine que les planètes sedéplacent autour du Soleil, tandis que le Soleil gravite autour de la Terre.

Brahé, grand observateur, réalise des mesures remarquablement précises pour tenter de prouvercette théorie.

Ces mesures permettent à son assistant, Johannes Kepler, d’élaborer un autre système héliocentrique plus en accord avec la réalité, et de formuler les loisrégissant le mouvement des planètes.

En 1609, Galilée construit une lunette astronomique ( voir télescope) qui lui permet de corroborer la théorie de Kepler en observant les phases de la planète Vénus.

Il démontre aussi que, dans le vide, des corps de masses différentes tombent à la même vitesse, et que leur vitesse augmenteuniformément avec la durée de leur chute.

Il formule une première version du principe de relativité.

Il est l’un des premiers à faire usage des mathématiques pour exprimerles lois de la physique. 4.3. 2 Essor de la mécanique En 1687, Isaac Newton jette les bases de la mécanique classique dans les célèbres Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (ou Principes mathématiques de philosophie naturelle ).

Dans cet ouvrage de référence, il expose trois principes, appelés aujourd’hui lois de Newton : le principe de l’action et de la réaction, le principe fondamental de la dynamique et le principe d’inertie.

S’inspirant des travaux de Galilée, Newton découvre également la loi de l’attraction universelle, expliquant ainsi l’origine de la force degravitation.

La physique devient alors universelle, puisqu’elle établit des lois qui s’appliquent aussi bien sur la Terre que dans l’espace. 4.3. 3 Progrès en optique Au XVIIe siècle, la nature de la lumière donne lieu à deux théories opposées : l’une, avancée par Newton et déjà proposée par les Grecs dans l’Antiquité, considère la lumière comme corpusculaire ; l’autre, développée par Christiaan Huygens, soutient que la lumière a un caractère ondulatoire.

Par ailleurs, Kepler fonde l’optique géométrique,tandis que Descartes découvre les lois de la réfraction. 4.4 Le XVIII e siècle Ce siècle est notamment marqué par le développement de l’électrostatique.

Franklin met ainsi en évidence l’électricité atmosphérique, et Coulomb est le premier à montrerexpérimentalement en 1785 que les charges électriques s’attirent ou se repoussent suivant une loi où intervient l’inverse du carré de la distance entre les charges. Par ailleurs, on met également au point les premiers condensateurs (bouteille de Leyde).C’est aussi au XVIIIe siècle que naît une nouvelle discipline, la mécanique des fluides, à l’initiative de Leonhard Euler, de Joseph Louis de Lagrange et de Daniel Bernoulli. 4.5 Le XIXe siècle 4.5. 1 Naissance de l’électromagnétisme Christian Ørsted est le premier à rapprocher magnétisme et électricité lors d’une célèbre expérience réalisée en 1819, au cours de laquelle il montre qu’une aiguilleaimantée est déviée quand elle est à proximité d’un fil dans lequel circule un courant.

Par la suite, André-Marie Ampère montre expérimentalement que deux filsconducteurs agissent l’un sur l’autre comme les pôles d’un aimant, et jette les bases de la théorie de l’électromagnétisme.

En 1831, Michael Faraday découvre qu’un courantpeut être induit dans un élément de circuit électrique, soit en déplaçant cet élément à proximité d’un aimant, soit en le plaçant à proximité d’un conducteur traversé par uncourant variable. L’ensemble de ces données sont synthétisées et traduites sous forme d’équations mathématiques par James Maxwell en 1864.

La théorie de Maxwell prévoit l’existence desondes électromagnétiques, qui sont mises en évidence pour la première fois par Heinrich Hertz en 1887.

Cette découverte est à la base du développement descommunications radioélectriques à la fin de ce siècle.

Maxwell est également le premier à prouver la nature électromagnétique de la lumière, dont Augustin Fresnel, audébut du siècle, a mis en évidence le caractère ondulatoire.

Enfin, on s’aperçoit que la lumière est constituée d’ondes transversales, et non longitudinales comme on lecroyait jusqu’alors ( voir ondulatoire, mouvement). 4.5. 2 Développement de l’électricité Le XIXe siècle est le siècle de la fée électricité : invention de la pile électrique par Alessandro Volta en 1800 ; établissement par Georg Ohm d’une constante de proportionnalité, dite résistance électrique, entre la tension aux bornes d’un élément de circuit électrique et l’intensité du courant qui le traverse ; découverte del’électrolyse et de l’effet Joule.

L’électricité est également l’objet de nombreuses applications : inventions du télégraphe par Samuel Morse en 1837, de la dynamo parZénobe Gramme en 1871, du téléphone par Alexander Bell en 1876 et de l’éclairage électrique par Thomas Edison en 1879. 4.5. 3 Thermodynamique La thermodynamique naît au XIXe siècle, reliant les concepts, jusque-là imprécis, de chaleur et de température à ceux, purement mécaniques, de travail et d’énergie.

Cette théorie s’impose progressivement au détriment de celle de calorique, alors en vigueur.

On considérait, en effet, que la chaleur était due à un fluide sans masse, appelécalorique : un corps chaud contenait donc plus de calorique qu’un corps froid.

La première relation entre la chaleur et les autres formes d’énergie est observée en 1798 parle physicien américain Benjamin Thompson, comte Rumford, qui remarque que la chaleur produite par le forage des pièces d’artillerie est proportionnelle au travail fourni.Puis, en 1824, Sadi Carnot établit, dans un opuscule resté un temps ignoré, les conditions requises pour qu’une machine thermique transforme de la chaleur en travail.Julius Robert von Mayer calcule en 1842, parallèlement à Joule, l’équivalent mécanique de la calorie, et formule le principe de conservation de l’énergie.

En 1850, RudolfClausius introduit la notion d’entropie, qui mesure le désordre d’un système, tandis que lord Kelvin préconise l’emploi d’une nouvelle grandeur : la température absolue. 4.5. 4 Mécanique statistique Parallèlement à la thermodynamique se crée la mécanique statistique, grâce aux travaux de Maxwell et de Boltzmann, qui appliquent les lois de la mécanique et desprobabilités au comportement des atomes et des molécules pour en déduire des relations statistiques. 4.5. 5 Premières théories atomiques Le concept moderne d’atome est proposé par John Dalton en 1808, tandis que la notion de molécule est précisée par Amedeo Avogadro en 1811, lorsqu’il publie ses travauxsur la théorie moléculaire des gaz.

Outre leur importance en physique, la théorie atomique de Dalton et la loi d’Avogadro auront une très grande influence sur ledéveloppement de la chimie.

L’hypothèse de Dalton s’est trouvée renforcée par la classification périodique des éléments de Mendeleïev publiée en 1869, qui range les corpssimples selon leur numéro atomique.

La spectroscopie, qui permet de caractériser un élément chimique par son spectre, corrobore également les thèses atomiques.

Elle estutilisée à partir de 1859 par Robert Bunsen et Gustav Kirchhoff, qui découvrent ainsi le césium et le rubidium.. »