Découvrir la Physique autrement


La Fête de la Science est une grande manifestation nationale qui va se dérouler dans toute la France du 10 au 14 octobre 2012. Il n’y a donc sans doute pas de meilleur moment pour signaler qu’à l’Université Tous Ages de Vannes, débutera  lundi prochain 15 octobre un cours intitulé « Découvrir la Physique autrement ».

Voici la présentation de ce cours auquel il est encore possible de s’inscrire en contactant l’adresse suivante:

UTA de Vannes, 39 bis rue Albert Ier, Téléphone-Accueil: 02 97 63 41 41

Découvrir la Physique autrement

un Cours de l’Université Tous Ages

en 18 séances de 1 H 30

par Pierre Cormault

L’objet de la physique est, à partir de l’observation de la nature, de comprendre comment cette nature opère. Faire de la physique, c’est donc chercher à devenir capable de décrire les mécanismes sous-jacents permettant d’expliquer comment les corps solides, liquides ou gazeux composant cette nature se déplacent, se transforment, se chauffent ou se refoidissent, comment ils sont susceptibles d’émettre ou d’absorber des ondes pouvant se manifester sous la forme de sons ou de lumière ou encore simplement de chaleur.

L’objet de ce cours sera donc de découvrir progressivement ces mécanismes expliquant comment la nature fonctionne, et qu’on appelle des lois physiques. Cette découverte se fera autrement, en ce sens que l’organisation du cours sera différente de l’approche classique découpée en disciplines telle que la mécanique, l’électricité, l’optique, la thermodynamique, etc. À ce catalogue de sujets, on substituera une présentation progressive ayant comme point de départ le concept d’énergie. On abordera ensuite une description de la matière constituée d’atomes, thème conduisant alors aux interactions constatées entre corps chargés électriquement. Il s’agit de l’électrostatique. Les premières réflexions sur les phénomènes magnétiques s’imposent alors. Les premières difficultés conceptuelles surviennent aussi. D’une manière sans doute inattendue, la solution est apportée par la théorie de la relativité restreinte introduite par Einstein en 1905. Et le magnétisme apparaît comme une simple conséquence d’effets relativistes, avec une conséquence gigantesque qui est l’introduction dans le magnétisme de la vitesse de propagation de la lumière ! L’unicité de nature entre les forces électriques et magnétiques s’exprime alors sous la forme des équations de Maxwell. À ce stade, il devient fructueux de réfléchir à la notion d’onde progressive dans un milieu matériel, réflexion qui permettra de découvrir l’équation d’onde et la propagation d’une onde sonore dans un milieu élastique. Il est alors fascinant de se rendre compte que les équations de Maxwell de l’électromagnétisme sont identiques à cette équation d’onde. La conséquence est claire : la lumière est une onde électromagnétique !

La dernière partie du cours est consacrée à l’élucidation d’un mystère qui confondit longtemps les physiciens. Celui du corps noir de Planck. Il faudra pour cela aborder les principes fondamentaux de la thermodynamique, et également un peu de théorie des oscillateurs harmoniques. On aura alors la satisfaction de formuler la loi de rayonnement du corps noir, au prix de l’introduction de l’hypothèse quantique émise pour la première fois par Einstein. Fin de ce parcours de découverte de la physique moderne, à la frontière de la physique quantique.

Les étudiants s’inscrivant à ce cours seront soutenus par la remise d’un livre de 446 pages1 traitant en 18 chapitres l’ensemble du programme d’étude présenté ci-dessus. Ce livre contient de plus plusieurs annexes exposant clairement les outils mathématiques indispensables aux développements de physique proprement dits (fonctions de plusieurs variables, dérivées partielles, vecteurs, intégrations, dérivations, trigonométrie, variables imaginaires).

Le niveau souhaitable pour suivre ce cours avec profit équivaut à celui requis à l’entrée en première année de faculté des sciences.

Livre associé :

Il est également possible de se procurer le livre associé à ce cours, indépendamment  de l’inscription au cours lui-même:

On pourra commander ce livre en ligne sur le site de l’éditeur Lulu.com en cliquant sur le lien ci-dessous:

Commander le livre

 

 

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2 commentaires

  1. Bonjour Pierre, Je vous préfère nettement dans ce rôle de pédagogue scientifique (brillant et accessible) que dans celui de de penseur sur les problèmes de société (beaucoup trop conservateur pour moi !). Inutile de préciser que je ne pourrais vous suivre dans ces cours : Vannes et un peu loin pour moi. J’acheterai votre livre. Mes mathématiques sont un peu loin (math spé en 1968) et cela ne m’a jamais servi à autre chose que la résolution de l’équation de Schrödinger pour l’atome d’hydrogène, en école de Chimie qui met en évidence les orbitales électroniques. Dans ma carrière professionnelle, je n’ai pas du dépasser l’usage de l’équation du premier degré ! C’est à cela que l’on mesure le fossé entre l’enseignement actuel et la société contemporaine. Notre récent prix Nobel de physique en est une parfaite illustration : le niveau de math indispensable pour évaluer l’importance de ses recherches, est tel que personne ne comprend ce dont il s’agit. L’ignorance crasse des journalistes qui l’ont interrogé a réduit sa présentation à celle d’un professeur Nimbus grand adepte du bricolage ! Autre sujet : merci de la découverte, pour moi, de Wbridge 5. Je prends enfin des claques impressionnantes au bridge et je trouve le programme très bien réalisé (outre sa performance au jeu). Pourtant, sur certaines donnes, sans doute assez simples, il m’arrive de faire mieux que lui (rarement). Il est vrai que je joue plus à l’intuition qu’avec un savant calcul de probabilités. Mais les améliorations sont sensibles et je commence à m’intéresser plus aux cartes intermédiaires, ce qui fait la différence. Bonne journée, et bons cours à l’université. Cordialement, Eric

    > Message du 08/10/12 11:25 > De : « Partager pour Comprendre » > A : eric.grosmann1@orange.fr > Copie à : > Objet : [Nouvel article] Découvrir la Physique autrement > >WordPress.com pierre cormault posted: « La Fête de la Science est une grande manifestation nationale qui va se dérouler dans toute la France du 10 au 14 octobre 2012. Il n’y a donc sans doute pas de meilleur moment pour signaler qu’à l’Université Tous Ages de Vannes, débutera lundi proch »

    1. Merci, Eric, pour ces commentaires très sympathiques. Il est certain qu’à l’heure actuelle en France, la culture scientifique n’est pas celle qu’elle pourrait et devrait être. Et on peut peut-être ajouter, la culture tout court…Ce qui me motive d’autant plus à développer ce blog.
      Pour ce qui est de la physique quantique, terrain de jeu de notre nouveau Prix Nobel, vous savez qu’en connaissant l’équationde Schrödinger et l’existence d’orbitales dans les atomes, vous faites partie des happy few ! Quant à n’y rien comprendre, dites-vous que ce n’est pas un obstacle insurmontable. Richard Feynman lui-même, Prix Nobel 1954 pour son élaboration de l’électrodynamique quantique ne disait-il pas à ses étudiants: « rassurez-vous ! personne n’y comprends rien ! moi-même je n’y comprends rien ! »
      A propos du bridge, continuez à vous confronter à Wbridge5. L’idéal est de devenir un assidu du tournoi quotidien sur http://www.bridgez.com
      Pierre Cormault

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