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    Physique 6 gtt Physique 6 gtt Presentation Transcript

    • D’Euclide à Einstein, des simulacres aux photons Sur les traces de la lumière Cours de Physique 6e transitionsamedi 26 novembre 11
    • Introduction Qu’est-ce que la lumière ?samedi 26 novembre 11
    • Définition provisoire La lumière est “quelque chose”...samedi 26 novembre 11
    • Définition provisoire La lumière est “quelque chose”... • ... qui est produit par le Soleil, le feu, les lampessamedi 26 novembre 11
    • Définition provisoire La lumière est “quelque chose”... • ... qui est produit par le Soleil, le feu, les lampes • ... qui se réfléchit sur les (ou certains) objetssamedi 26 novembre 11
    • Définition provisoire La lumière est “quelque chose”... • ... qui est produit par le Soleil, le feu, les lampes • ... qui se réfléchit sur les (ou certains) objets • ... que nos yeux peuvent percevoirsamedi 26 novembre 11
    • Propriétés (1)samedi 26 novembre 11
    • Propriétés (1) Lumière = énergie !samedi 26 novembre 11
    • Propriétés (2)samedi 26 novembre 11
    • Propriétés (2) Vitesse très élevée 300.000 km/ssamedi 26 novembre 11
    • Propriétés (3)samedi 26 novembre 11
    • Propriétés (3) Réflexion Transparence Diffusion Réfraction Couleurs Absorptionsamedi 26 novembre 11
    • Production de lumièresamedi 26 novembre 11
    • Production de lumière Chaleursamedi 26 novembre 11
    • Production de lumière Chaleur Electricitésamedi 26 novembre 11
    • Production de lumière Chaleur Electricité Réactions chimiquessamedi 26 novembre 11
    • Effets de la lumièresamedi 26 novembre 11
    • Effets de la lumière Chaleursamedi 26 novembre 11
    • Effets de la lumière Chaleur Electricitésamedi 26 novembre 11
    • Effets de la lumière Chaleur Electricité Réactions chimiquesamedi 26 novembre 11
    • La question fondamentalesamedi 26 novembre 11
    • La question fondamentale Matière ? (fluide, particules)samedi 26 novembre 11
    • La question fondamentale Matière ? (fluide, particules) Onde ? (vibration, perturbation)samedi 26 novembre 11
    • Les précurseurssamedi 26 novembre 11
    • Les précurseurs Euclide Lucrèce IIIe s. av.JC Ier s. av. JC pythagoriciens atomistes L’oeil envoie Les corps émettent des un “rayon visuel” “simulacres”samedi 26 novembre 11
    • l’ensemble du savoir scientifique. Il est certain que les Arabes héritèrent de la science grecque — ainsi d’ailleurs que des sciences indienne et chinoise — et plus tard, ils la transmirent à Ibn al-Haytham l’Occident. Mais leur rôle dépassa de loin ce simple transfert. Ils interprétèrent les divers héritages, ils les commentèrent et apportèrent à leurs contenus de précieuses analyses; et surtout, ils y ajoutèrent beaucoup de contributions originales. En effet, l’Arabie fut la terre natale de quelques esprits scientifiques originaux; elle les nourrit et les encouragea à produire Bassorah 965 - Bagdad - Le Caire 1039 leurs contributions personnelles». (Colin Ronan, «Histoire mondiale des sciences», Seuil 1988)samedi 26 novembre 11
    • Ibn al-Haythamsamedi 26 novembre 11
    • Ibn al-Haytham • La lumière a une existence autonome, indépendante du corps qui l’émet et de l’oeil qui la voitsamedi 26 novembre 11
    • Ibn al-Haytham • La lumière a une existence autonome, indépendante du corps qui l’émet et de l’oeil qui la voit • Elle se propage en ligne droitesamedi 26 novembre 11
    • Ibn al-Haytham • La lumière a une existence autonome, indépendante du corps qui l’émet et de l’oeil qui la voit • Elle se propage en ligne droite • En pénétrant dans l’oeil, la lumière est déviée pour former une image plane que notre cerveau perçoitsamedi 26 novembre 11
    • Ibn al-Haytham • La lumière a une existence autonome, indépendante du corps qui l’émet et de l’oeil qui la voit • Elle se propage en ligne droite • En pénétrant dans l’oeil, la lumière est déviée pour former une image plane que notre cerveau perçoit • Décrit la réfraction et la réflexionsamedi 26 novembre 11
    • Ibn al-Haytham lumière réfléchie air eau lumière réfractéesamedi 26 novembre 11
    • Ibn al-Haytham • Compare la lumière à des balles en mouvement. lumière réfléchie air eau lumière réfractéesamedi 26 novembre 11
    • Ibn al-Haytham • Compare la lumière à des balles en mouvement. • Explique la réflexion et le réfraction en décomposant le mouvement de la lumière en une composante normale et une composante parallèle à la surface de séparation des milieux. Seule la composante normale est affectée. lumière réfléchie air eau lumière réfractéesamedi 26 novembre 11
    • Galilée 1564-1642 1.Refuser le dogme, douter 2.Observer 3.Formuler des hypothèses 4.Expérimentersamedi 26 novembre 11
    • Snell 1580-1626 sin θ1 n2 = sin θ 2 n1samedi 26 novembre 11
    • . Descartes 1596-1650 , . t • Loi de “Snell-Descartes”... • Compare la lumière à une “perturbation”, un “choc”, qui se propage dans “l’éther” (dont les tourbillons entraînent les planètes) • Se propage “instantanément”, comme le choc dans le bâton d’un aveuglesamedi 26 novembre 11
    • Grimaldi 1618-1663 Diffraction de la lumièresamedi 26 novembre 11
    • Römer 1644-1710 Première mesure de la vitesse de la lumière 244 600 km/ssamedi 26 novembre 11
    • 1629-1695 les ondes selon Huygenssamedi 26 novembre 11
    • Vague Séisme Ressort vibrant Sonsamedi 26 novembre 11
    • Ondes • Propagation d’une perturbation ou d’une vibration dans un certain milieu • séisme : milieu = terre • vague : milieu = surface de l’eau • son : milieu = air, eau, verre, béton... • Transport d’énergie sans transport de matièresamedi 26 novembre 11
    • Ondes transversales et longitudinales onde Longitudinale milieu (ex: son) Transversale onde (ex: corde) milieu Mixte (ex: vague)samedi 26 novembre 11
    • Célérité d’une onde Longitudinale : v ~ densité Vagues : v ~ profondeursamedi 26 novembre 11
    • Deux sortes d’ondes sismiques Ondes P longitudinales (± 6 km/s) Ondes S transversales (± 4 km/s)samedi 26 novembre 11
    • contourn est audib Principe de Huygens et p Selon H aussi en Grim diffraction des ondes «Chaque point d’un front d’onde Ceci explique la diffraction du son… agit comme la diffraction des source d’une ondes ondelette. La somme des ondelettes donne Physique 6e un nouveau front d’onde »samedi 26 novembre 11
    • Diffraction des vaguessamedi 26 novembre 11
    • Principe de Huygens, réfraction et réflexionsamedi 26 novembre 11
    • Réflexion d’ondes sonoressamedi 26 novembre 11
    • plus lentement que l’onde incidente. Ainsi l’ondelette SR produite par le point A n’a-t- elle parcouru qu’une distance AN pendant que Réfraction de l’ondelette produite par C se déplaçait jusqu’en B. Pour cette raison, le nouveau front d’onde NB a une autre inclinaison que AC. Huygens démontre que si les vitesses sont inversement proportionnelles aux indices de réfraction, il retrouve les lois de Snell. Ce phénomène de réfraction s’observe également avec d’autres ondes. Par exemple, les vagues son réfractées en approchant de la côte, où l’eau est moins profonde. Et les ondes sismiques changent de vagues direction en passant dans des couches plus denses du manteau terrestre. Une remarque!: nous savons aujourd’hui que Huygens avait raison sur la question de la vitesse de la lumière dans l’air ou dans le verre. Mais nous savons aussi que son explication de bon sens» !ne tient pas. Pour Huygens, la lumière se propage exactement comme les ondes sonores. Or nous pouvons facilement mesurer que le son se propage plus vite dans l’eau que dans l’air ! Physique 6e 15samedi 26 novembre 11
    • réflexion des phénomènes ondulatoires connus!. La Réflexion et réfraction réflexion du son par exemple (l’écho), qui est utilisé par les chauves-souris pour se déplacer la nuit et qui est exploité par l’homme dans les sonars et les échographies. Mais aussi la réflexion des ondes de séismesle noyau terrestre (voir le schéma, plus loin) ou la réflexion d’une vague sur les bords Réflexion et réfraction d’ondes sysmiques samedi 26 novembre 11
    • 1643-1727 Le modèle corpusculaire de Newtonsamedi 26 novembre 11
    •   F= m.a Fg = m G .m F(x) = ∫ f (x).dx d2samedi 26 novembre 11
    • Une seule force agit sur les astres : la gravitation Il n’y pas de frottements L’espace interplanétaire est vide La lumière qui nous vient du soleil ne saurait être une perturbation (onde)samedi 26 novembre 11
    • samedi 26 novembre 11
    • “La lumière blanche est un mélange de diverses sortes de corpuscules qui, en frappant nos yeux, sont perçus comme les différentes couleurs”samedi 26 novembre 11
    • Newton essaye d’expliquer la réfraction au moyen d’une force agissant près de la surface de séparation entre deux milieux (“force réfringeante”) Fsamedi 26 novembre 11
    • Newton doit postuler l’existence d’une deuxième force (force réflexive) pour expliquer la réflexion de minuscules particules de lumière sur des surfaces qui, à l’échelle microscopiques, sont loin d’être lisses. Fsamedi 26 novembre 11
    • F ...et encore une autre force pour expliquer la diffraction. Ça commence à faire beaucoup de forces !samedi 26 novembre 11
    • Newton découvre les phénomènes d’interférence par “couches minces” Il tente de les expliquer par une “vibration”... mais de quoi ?samedi 26 novembre 11
    • 1788 - 1827 1773-1829 Fresnel et Young Les ondes périodiquessamedi 26 novembre 11
    • Ondes périodiques • Définition : succession régulière d’ondes • Grandeurs caractéristiques : • f = fréquence = nombre d’ondes/sec [Hz] • T = période = temps entre deux ondes [s] • λ = longueur d’onde = distance entre deux ondes [m]samedi 26 novembre 11
    • λ λ/T = v λ λ.f = vsamedi 26 novembre 11
    • Ultrasons Infrasons Sons audibles par l’oreille humaine Voix humaine Piano 20 Hz 40 Hz 100 Hz 200 Hz 400 Hz 1 kHz 2 kHz 4 kHz 10 kHz 20 kHz Echelle logarithmique des fréquences sonoressamedi 26 novembre 11
    • Effet Dopplersamedi 26 novembre 11
    • Interférencessamedi 26 novembre 11
    • Interférences : principe de base Ondes “en phase” Ondes “en opposition de phase” Interférence Interférence constructive destructricesamedi 26 novembre 11
    • 2 ondes de même fréquencesamedi 26 novembre 11
    • 2 ondes de fréquences prochessamedi 26 novembre 11
    • Interférence de la lumière (expérience de Young)samedi 26 novembre 11
    • longueur d’onde de la lumière. Comment procède-t-il ? Ce schéma vous l’explique!: d Frange claire i Frange sombre !/2 i ! /2 Frange claire = a d a " 2 i a ! = d Frange sombre Young mesure et fait ses calculs. Il obtient des résultats allant de 0,7µ pour la lumière rouge à 0,42µ pour le violet. Il vient de mesurer, pour la première fois, la longueur d’onde de la lumière. Pour lasamedi 26 novembre 11 première fois!? Cent ans plus tôt, Newton avait obtenu déjà ces résultats lors de ses recherches sur la
    • samedi 26 novembre 11
    • Fizeau mesure la vitesse de la lumière dans différents milieuxsamedi 26 novembre 11
    • Réfraction et célérité de la lumière Newton Huygens - Fresnel (modèle corpusculaire) (modèle ondulatoire) Force réfringeante Ralentissement Augmentation de vitesse Réfraction de l’onde cverre > cair cverre < cairsamedi 26 novembre 11
    • Réfraction et célérité de la lumière Newton Huygens - Fresnel (modèle corpusculaire) (modèle ondulatoire) Force réfringeante Ralentissement Augmentation de vitesse Réfraction de l’onde cverre > cair cverre < cairsamedi 26 novembre 11
    • Réfraction et célérité de la lumière Huygens - Fresnel (modèle ondulatoire) Ralentissement Réfraction de l’onde cverre < cairsamedi 26 novembre 11
    • Maxwell (1831-1879) et l’électromagnétismesamedi 26 novembre 11
    • Magnétisme • Les aimants ont deux pôles (N et S) • Les pôles identiques se repoussent; les pôles opposés s’attirent • Les aimants attirent le fer (ils transforment le fer en aimant)samedi 26 novembre 11
    • Champ magnétique Vecteur indiquant la grandeur et la direction de la force qui s’exercerait sur une boussole en un point de l’espace (unité = T)samedi 26 novembre 11
    • Champ magnétique de la terre Champ magnétique de la terre en Belgique ~ 50µTsamedi 26 novembre 11
    • Oersted (1820) Pile de Volta Expérience d’Oersted Un courant électrique dévie une boussole => naissance de l’électromagnétismesamedi 26 novembre 11
    • Champs magnétiques des courants électriquessamedi 26 novembre 11
    • Applications Electro-aimant Moteur électrique (un aimant qu’on peut (transforme l’énergie électrique “allumer” et “éteindre”) en énergie mécanique)samedi 26 novembre 11
    • Applications Galvanomètre Haut-parleur (voltmètre, ampèremètre (transforme l’énergie électrique ohm-mètre, etc...) en vibration sonore)samedi 26 novembre 11
    • Hypothèse d’Ampère • Un courant électrique circulaire produit un champ magnétique similaire à celui d’un aimant • Hypothèse d’Ampère (1830) : dans les aimants, des courants électriques circulaires produisent le magnétisme • Confirmé en 1915 par Einstein qui découvre que les électrons produisent ces courantssamedi 26 novembre 11
    • Faraday découvre le courant induit (±1840) L’expérience d’Oersted est-elle réversible ? Si un courant électrique peut produire le mouvement d’un aimant,le mouvement d’un aimant peut-il produire un courant électrique ?samedi 26 novembre 11
    • Application : la dynamo Zénobe Gramme Dynamo (1869) Production industrielle d’électricitésamedi 26 novembre 11
    • Production d’électricité Génératrice industrielle Dynamo de vélosamedi 26 novembre 11
    • Synthèse de Faraday-Maxwell 1) l’expérience d’Oersted Mouvement Courant électrique d’un aimantsamedi 26 novembre 11
    • Synthèse de Faraday-Maxwell 1) l’expérience d’Oersted Mouvement Courant électrique d’un aimant Déplacement de chargessamedi 26 novembre 11
    • Synthèse de Faraday-Maxwell 1) l’expérience d’Oersted Mouvement Courant électrique d’un aimant Déplacement de charges Variation du champ électriquesamedi 26 novembre 11
    • Synthèse de Faraday-Maxwell 1) l’expérience d’Oersted Mouvement Courant électrique d’un aimant Déplacement de charges Variation du Champ champ électrique magnétiquesamedi 26 novembre 11
    • Synthèse de Faraday-Maxwell 1) l’expérience d’Oersted Mouvement Courant électrique d’un aimant Déplacement de charges Variation du Champ champ électrique magnétiquesamedi 26 novembre 11
    • Synthèse de Faraday-Maxwell 1) l’expérience d’Oersted Variation du Champ champ électrique magnétiquesamedi 26 novembre 11
    • Synthèse de Faraday-MAxwell 2) Le courant induit Mouvement Courant électrique d’un aimantsamedi 26 novembre 11
    • Synthèse de Faraday-MAxwell 2) Le courant induit Mouvement Courant électrique d’un aimant Variation du champ magnétiquesamedi 26 novembre 11
    • Synthèse de Faraday-MAxwell 2) Le courant induit Mouvement Courant électrique d’un aimant Déplacement de charges Variation du champ magnétiquesamedi 26 novembre 11
    • Synthèse de Faraday-MAxwell 2) Le courant induit Mouvement Courant électrique d’un aimant Déplacement de charges Variation du Champ champ magnétique électriquesamedi 26 novembre 11
    • Synthèse de Faraday-MAxwell 2) Le courant induit Mouvement Courant électrique d’un aimant Déplacement de charges Variation du Champ champ magnétique électriquesamedi 26 novembre 11
    • Synthèse de Faraday-MAxwell 2) Le courant induit Variation du Champ champ magnétique électriquesamedi 26 novembre 11
    • L’hypothèse des ondes electromagnétiquessamedi 26 novembre 11
    • L’hypothèse des ondes electromagnétiques Champ électrique oscillantsamedi 26 novembre 11
    • L’hypothèse des ondes electromagnétiques Champ électrique oscillantsamedi 26 novembre 11
    • L’hypothèse des ondes electromagnétiques Champ électrique oscillant Champ magnétique oscillantsamedi 26 novembre 11
    • L’hypothèse des ondes electromagnétiques Champ électrique oscillant Champ magnétique oscillantsamedi 26 novembre 11
    • L’hypothèse des ondes electromagnétiques Champ électrique oscillant Champ magnétique oscillant Champ électrique oscillantsamedi 26 novembre 11
    • L’hypothèse des ondes electromagnétiques Champ électrique oscillant Champ magnétique oscillant Champ électrique oscillantsamedi 26 novembre 11
    • L’hypothèse des ondes electromagnétiques Champ électrique oscillant Champ magnétique oscillant Champ électrique oscillant Champ magnétique oscillantsamedi 26 novembre 11
    • L’hypothèse des ondes electromagnétiques Champ électrique oscillant Champ magnétique oscillant Champ électrique oscillant Champ magnétique oscillantsamedi 26 novembre 11
    • L’hypothèse des ondes electromagnétiques Champ électrique oscillant Champ magnétique oscillant Champ électrique oscillant Champ magnétique oscillant Champ électrique oscillantsamedi 26 novembre 11
    • L’hypothèse des ondes electromagnétiques Champ électrique oscillant Champ magnétique oscillant Champ électrique oscillant Champ magnétique oscillant Champ électrique oscillantsamedi 26 novembre 11
    • L’hypothèse des ondes electromagnétiques Champ électrique oscillant Champ magnétique oscillant Champ électrique oscillant Champ magnétique oscillant Champ électrique oscillant etc...samedi 26 novembre 11
    • L’hypothèse des ondes electromagnétiques Champ électrique oscillant Champ magnétique oscillant Champ électrique oscillant Champ magnétique oscillant Champ électrique oscillant Propagation d’une onde dans les champs électromagnétiques etc...samedi 26 novembre 11
    • Les équations de Maxwell (1865) 1 µ0 = 1, 26.10 −12                ε 0 = = 8, 85.10 −12 4 π kcsamedi 26 novembre 11
    • Les équations de Maxwell (1865) Loi de Coulomb 1 µ0 = 1, 26.10 −12                ε 0 = = 8, 85.10 −12 4 π kcsamedi 26 novembre 11
    • Les équations de Maxwell (1865) Loi de Coulomb Inexistence de mono-pôles magnétiques 1 µ0 = 1, 26.10 −12                ε 0 = = 8, 85.10 −12 4 π kcsamedi 26 novembre 11
    • Les équations de Maxwell (1865) Loi de Coulomb Inexistence de mono-pôles magnétiques 1e synthèse de Faraday 1 µ0 = 1, 26.10 −12                ε 0 = = 8, 85.10 −12 4 π kcsamedi 26 novembre 11
    • Les équations de Maxwell (1865) Loi de Coulomb Inexistence de mono-pôles magnétiques 2e synthèse de Faraday 1e synthèse de Faraday 1 µ0 = 1, 26.10 −12                ε 0 = = 8, 85.10 −12 4 π kcsamedi 26 novembre 11
    • Une surprenante vitesse Les équations de Maxwell confirment l’hypothèse des ondes électromagnétiques et permettent d’en calculer la vitesse 1 µ0 = 1, 26.10                ε 0 = −6 = 8, 85.10 −12 4 π kcsamedi 26 novembre 11
    • Une surprenante vitesse Les équations de Maxwell confirment l’hypothèse des ondes électromagnétiques et permettent d’en calculer la vitesse 1 µ0 = 1, 26.10                ε 0 = −6 = 8, 85.10 −12 4 π kc 1 c= = µ0ε 0samedi 26 novembre 11
    • Une surprenante vitesse Les équations de Maxwell confirment l’hypothèse des ondes électromagnétiques et permettent d’en calculer la vitesse 1 µ0 = 1, 26.10                ε 0 = −6 = 8, 85.10 −12 4 π kc 1 c= = 3. 10 8 m/s µ0ε 0samedi 26 novembre 11
    • Une surprenante vitesse Les équations de Maxwell confirment l’hypothèse des ondes électromagnétiques et permettent d’en calculer la vitesse 1 µ0 = 1, 26.10                ε 0 = −6 = 8, 85.10 −12 4 π kc 1 c= = 3. 10 8 m/s µ0ε 0 Si elles existent, les ondes électromagnétiques devraient se déplacer à la vitesse de la lumière. Mais alors, la lumière est peut-être...samedi 26 novembre 11
    • La preuve par les “ondes hertziennes” (1888)HeinrichHertz Hertz mesure la vitesse de ses ondes : 3.108 m/ssamedi 26 novembre 11
    • Classification des ondes Electromagnétiquessamedi 26 novembre 11
    • samedi 26 novembre 11
    • La théorie de la relativité Quand la vitesse de la lumière bouleverse Monsieur Einstein...samedi 26 novembre 11
    • Relativité de la vitessesamedi 26 novembre 11
    • Relativité de la vitessesamedi 26 novembre 11
    • Relativité de la vitesse ∆t=5ssamedi 26 novembre 11
    • Relativité de la vitesse 5m ∆t=5ssamedi 26 novembre 11
    • Relativité de la vitesse 5m ∆t=5s vp/t = 5m/5s = 1m/ssamedi 26 novembre 11
    • Relativité de la vitesse 5m ∆t=5s vp/t = 5m/5s = 1m/ssamedi 26 novembre 11
    • Relativité de la vitesse 5m ∆t=5s vp/t = 5m/5s = 1m/s 15 msamedi 26 novembre 11
    • Relativité de la vitesse 5m ∆t=5s vp/t = 5m/5s = 1m/s 15 m vt/s = 15m/5s = 3m/ssamedi 26 novembre 11
    • Relativité de la vitesse 5m ∆t=5s vp/t = 5m/5s = 1m/s 15 m vt/s = 15m/5s = 3m/ssamedi 26 novembre 11
    • Relativité de la vitesse 5m ∆t=5s vp/t = 5m/5s = 1m/s 15 m vt/s = 15m/5s = 3m/s 20 msamedi 26 novembre 11
    • Relativité de la vitesse 5m ∆t=5s vp/t = 5m/5s = 1m/s 15 m vt/s = 15m/5s = 3m/s 20 m vp/s = 20m/5s = 4m/s vp/s = vp/t + vt/ssamedi 26 novembre 11
    • samedi 26 novembre 11
    • c = 300 000 000 m/ssamedi 26 novembre 11
    • c = 300 000 000 m/s vt = 29 800 m/ssamedi 26 novembre 11
    • c = 300 000 000 m/s vt = 29 800 m/s c’ = c + vt = 300 029 800 m/ssamedi 26 novembre 11
    • c = 300 000 000 m/s vt = 29 800 m/s c’ = c + vt = 300 029 800 m/s c’’ = c - vt = 299 970 200 m/ssamedi 26 novembre 11
    • L’interféromètre de Michelsonsamedi 26 novembre 11
    • samedi 26 novembre 11
    • c’ = 300 000 000 m/ssamedi 26 novembre 11
    • ? c’ = 300 000 000 m/s c’’ = 300 000 000 m/ssamedi 26 novembre 11
    • Espace et temps sont relatifssamedi 26 novembre 11
    • Espace et temps sont relatifssamedi 26 novembre 11
    • Espace et temps sont relatifs 15 m mesurés par rapport au solsamedi 26 novembre 11
    • Espace et temps sont relatifs 5 m mesurés par rapport au train en mouvement 15 m mesurés par rapport au solsamedi 26 novembre 11
    • Espace et temps sont relatifs 5 m mesurés par rapport au train en mouvement ∆t=5s mesurées par un observateur immobile, au sol 15 m mesurés par rapport au solsamedi 26 novembre 11
    • Espace et temps sont relatifs ∆t’=5s mesurées dans le train 5 m mesurés par rapport au train en mouvement ∆t=5s mesurées par un observateur immobile, au sol 15 m mesurés par rapport au solsamedi 26 novembre 11
    • Relativité du temps v = vitesse de la fusée p.r. à un système de référencesamedi 26 novembre 11
    • Relativité du tempssamedi 26 novembre 11
    • Relativité du tempssamedi 26 novembre 11
    • Relativité du temps ∆t = “temps propre de la fusée”samedi 26 novembre 11
    • Relativité du temps ∆t = “temps propre de la fusée” ∆t’ = temps mesuré dans le système de référencesamedi 26 novembre 11
    • Relativité du temps ∆t = “temps propre de la fusée” ∆t ∆t = 2 v 1− 2 ∆t’ = temps mesuré c dans le système de référencesamedi 26 novembre 11
    • Preuves expérimentales • Durée de vie du méson π (2,6 10-8 s) • Horloge en orbitesamedi 26 novembre 11
    • 4,5 Energie d’un 4 E relativiste corps en 3,5 mouvement 3 2,5 E/c2 2 2 m.c 1,5 E= 2 v 1 1− 2 c 0,5 E classique 0 0 0,5 1 1,5 v/c E class E.rel E class + mc2samedi 26 novembre 11
    • Energie et masse • Un corps au repos possède de l’énergie en raison de sa masse (E = mc2) • Inversément, toute énergie représente de la masse • On distingue masse au repos et masse en mouvement • Exemple : masse des constituants d’un noyau atomique ≠ masse du noyausamedi 26 novembre 11
    • E=mc 2 et l’énergie nucléairesamedi 26 novembre 11
    • E= mc 2 et l’énergie nucléaire • Toute réaction nucléaire s’accompagne d’une perte de masse. Exemple : fusion de l’héliumsamedi 26 novembre 11
    • E= mc 2 et l’énergie nucléaire • Toute réaction nucléaire s’accompagne d’une perte de masse. Exemple : fusion de l’hélium • mp = 1,673.10-27 kgsamedi 26 novembre 11
    • E= mc 2 et l’énergie nucléaire • Toute réaction nucléaire s’accompagne d’une perte de masse. Exemple : fusion de l’hélium • mp = 1,673.10-27 kg • mn = 1,675. 10-27 kgsamedi 26 novembre 11
    • E= mc 2 et l’énergie nucléaire • Toute réaction nucléaire s’accompagne d’une perte de masse. Exemple : fusion de l’hélium • mp = 1,673.10-27 kg • mn = 1,675. 10-27 kg • m(He) = 6,644. 10-27 kgsamedi 26 novembre 11
    • E= mc 2 et l’énergie nucléaire • Toute réaction nucléaire s’accompagne d’une perte de masse. Exemple : fusion de l’hélium • mp = 1,673.10-27 kg • mn = 1,675. 10-27 kg • m(He) = 6,644. 10-27 kg => défaut de masse : ∆m = 0,052. 10-27 kgsamedi 26 novembre 11
    • E= mc 2 et l’énergie nucléaire • Toute réaction nucléaire s’accompagne d’une perte de masse. Exemple : fusion de l’hélium • mp = 1,673.10-27 kg • mn = 1,675. 10-27 kg • m(He) = 6,644. 10-27 kg => défaut de masse : ∆m = 0,052. 10-27 kgsamedi 26 novembre 11
    • Fission et fusionsamedi 26 novembre 11
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    • Centrale nucléairesamedi 26 novembre 11
    • Physique quantique et atomique Quand la vitesse de la lumière bouleverse Monsieur Einstein...samedi 26 novembre 11