Cours de physique-chimie

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physique chimie cours

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La physique : qu’est-ce-que c’est?

Définition de la physique

 

La physique est une science dont la but est de déchiffrer, décrire, analyser et interpréter les différents événements physique de notre univers au sens large. La physique est donc l’observation active de l’univers, du cosmos, des règles qui le régissent, ainsi que l’appréhension de ses fluctuations et mouvements. Elle développe différentes représentations du monde, mises en application en un temps et un contexte donné: sa véracité est donc contingente. Ainsi, les théories mécaniques Newtoniennes ayant donné naissance à ce que l’on appelle la physique classique est toujours utilisée car elle explique et théorise avec justesse et précision un certain nombre de phénomènes mécaniques simples. Elle n’est néanmoins pas à même de justifier l’existence d’étrangetés physique comme le rayonnement des corps noirs. La physique au sens large est donc en constante évolution afin de pouvoir décrire plus précisément les phénomènes qui nous entourent.

 

Les trois théories physiques

 

La physique classique: 99% de l’enseignement du collège-lycée

Cette théorie est communément acceptée comme ayant apparue suite aux différentes expérimentations de Galilée. Le savant italien refusait en effet d’accepter des résultats et des principes qui n’étaient ni mesurables ni reproductibles et prévisibles lors d’une expérimentation. Il fonde ainsi la démarche scientifique qui consiste en l’attestation ou l’invalidation d’hypothèses basées sur une théorie. La physique classique explique de manière quantitative les entités élémentaires présentes dans le monde, et modélise les forces s’exerçant sur des objets, ainsi que leurs effets. Elle est toujours utilisée dans de nombreux champs industriels: aviation, aéronautique, génie civil, etc.

En d’autres termes, la physique classique est utilisée dans le cas où la vitesse du mobile décrit est très inférieure à celle de la lumière, ou lorsqu’il n’est pas possible de prouver une réelle discontinuité dans les niveaux énergétiques.

Néanmoins, au cours du XIXe siècle, l’homme a pu observer des phénomènes nouveaux qui ne pouvaient être expliqués par la physique de Newton. Les travaux ultérieurs des scientifiques pour tenter de comprendre ces nouveaux événements physiques ont déboucher sur la formulation de deux nouvelles théories physiques.

 

La physique quantique

La physique quantique est l’appellation générale d’un groupe de théories physique qui modélisent le comportement du monde microscopique, avec notamment les atomes, les particules et les champs. Elle pallie l’impuissance des théories classiques à décrire ce monde microscopique en faisant intervenir de nouvelle forces (interactions faibles, interactions fortes), ce qui permet désormais d’expliquer certaines caractéristiques du rayonnement électromagnétique. Cette théorie est aujourd’hui mise en pratique dans les industries de production de composants électroniques, comme les lecteurs Blue-ray.

Cette théorie a mis du temps a prendre sa place parmi la communauté scientifique. En effet, malgré la formidable puissance explicative de la théorie des quanta, les scientifiques n’ont pas été enclins à penser que la théorie classique électromagnétique découlant des travaux de Maxwell puisse s’avérer fausse. Albert Einstein lui-même dû mettre en lumière  des comportements physiques atomiques particuliers au niveau du rayonnement pour montrer la rupture avec la théorie classique. Aujourd’hui elle ne fait toujours pas l’unanimité, car des zones d’ombres restent fortement problématiques. Elle n’est véritablement acceptée que pour les échanges d’énergie subatomiques.

 

La relativité générale

La relativité générale, principalement l’oeuvre d’Albert Einstein, s’attache au monde macroscopique des planètes, des galaxies, et des trous noirs. C’est une théorie relativiste de la gravitation: elle modélise en effet la compénétration sur le déplacement des objets célestes de la présence de matière. Elle englobe la théorie newtonienne qui se restreint aux petites vitesses et à de faibles champs gravitationnels. La relativité générale repose sur l’affirmation que la gravitation, au lien d’être une force, est en réalité un effet de la courbure de l’espace-temps produite par une distribution énergétique différent selon le référentiel de l’observateur. Cette énergie se présente sous la forme de masse ou d’énergie cinétique. La relativité générale est par exemple utilisée dans le traitement informationnel des systèmes GPS

Dans leur application, ces deux dernière théories sont disjointes, l’une caractérisant le microscopique, l’autre le macroscopique. Le recherches actuelles de la physique tentent d’unifier les deux théories afin de résoudre leurs contradictions réciproques.