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Physique moderne : relativité, physique nucléaire et physique des particules

139 cards · 🇫🇷 Français

Relativité restreinte et générale, désintégration nucléaire et modèle standard.

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Théorie de la relativité

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  1. 1Théorie de la relativité
    Deux théories physiques d'Albert Einstein : la relativité restreinte (1905) et la relativité générale (1915), décrivant l'espace, le temps et la gravité
  2. 2À quoi s'applique la relativité restreinte ?
    À tous les phénomènes physiques en l'absence de gravité
  3. 3Qu'explique la relativité générale ?
    La loi de la gravitation et sa relation avec les autres forces de la nature, s'appliquant aux domaines cosmologique et astrophysique
  4. 4Espace-temps
    Une entité unifiée à 4 dimensions combinant les trois dimensions de l'espace et une dimension de temps
  5. 5Les deux postulats de la relativité restreinte
    1) Les lois de la physique sont les mêmes dans tous les référentiels inertiels. 2) La vitesse de la lumière dans le vide est constante pour tous les observateurs
  6. 6Vitesse de la lumière dans le vide
    Environ 3,0 × 10⁸ m/s (environ 300 000 km/s), constante pour tous les observateurs
  7. 7Référentiel inertiel
    Un référentiel se déplaçant à vitesse constante (sans accélération) où la première loi de Newton est valide
  8. 8Relativité de la simultanéité
    Des événements simultanés pour un observateur peuvent ne pas l'être pour un autre observateur en mouvement relatif
  9. 9Dilatation du temps
    Les horloges en mouvement retardent par rapport aux horloges immobiles, telles que mesurées par un observateur immobile
  10. 10Contraction des longueurs
    Les objets sont mesurés plus courts dans la direction de leur mouvement par rapport à l'observateur
  11. 11Limite de vitesse cosmique
    Aucun objet physique, message ou champ ne peut se déplacer plus vite que la lumière dans le vide
  12. 12Équivalence masse-énergie
    L'énergie et la masse sont équivalentes et interconvertibles, exprimées par la célèbre équation d'Einstein E = mc²
  13. 13E = mc²
    L'énergie est égale à la masse multipliée par le carré de la vitesse de la lumière ; la masse peut être convertie en énergie et réciproquement
  14. 14Quelle expérience a confirmé la constance de la vitesse de la lumière ?
    L'expérience de Michelson-Morley (1881, 1887) n'a détecté aucun vent d'éther, montrant que la vitesse de la lumière est isotrope
  15. 15Transformations de Lorentz
    Équations mathématiques reliant les coordonnées d'espace et de temps entre différents référentiels inertiels en relativité restreinte
  16. 16Qu'a remplacé la relativité restreinte ?
    Les transformations galiléennes de la mécanique classique, par les transformations de Lorentz
  17. 17Facteur de Lorentz
    γ = 1/√(1 - v²/c²), un facteur apparaissant dans les formules de dilatation du temps et de contraction des longueurs
  18. 18Quelle théorie la relativité a-t-elle supplantée ?
    Une théorie de la mécanique vieille de 200 ans, créée principalement par Isaac Newton
  19. 19Principe d'équivalence
    Les effets physiques d'un référentiel accéléré sont identiques à ceux d'un champ gravitationnel
  20. 20Pourquoi Einstein a-t-il proposé que l'espace-temps soit courbe ?
    Pour résoudre l'incompatibilité entre la chute libre (mouvement inertiel) et l'accélération en mécanique classique et en relativité restreinte
  21. 21Équations du champ d'Einstein
    Des équations reliant la courbure de l'espace-temps à la masse, à l'énergie et à la quantité de mouvement qu'il contient
  22. 22Géométrie riemannienne
    Un cadre mathématique développé au XIXe siècle décrivant les espaces courbes, utilisé par Einstein pour formuler la relativité générale
  23. 23Dilatation gravitationnelle du temps
    Les horloges retardent au fond des puits gravitationnels plus profonds (gravité plus forte = temps plus lent)
  24. 24Précession de Mercure
    L'orbite de Mercure précesse (se décale) d'une manière inexpliquée par la gravité newtonienne mais prédite par la relativité générale
  25. 25Déviation de la lumière
    Les rayons lumineux se courbent en traversant un champ gravitationnel, comme le prédit la relativité générale
  26. 26Lentille gravitationnelle
    La courbure de la lumière par des objets massifs du fait de leur champ gravitationnel, provoquant une distorsion des images d'objets lointains
  27. 27Entraînement de référentiel (frame-dragging)
    Les masses en rotation « entraînent » l'espace-temps qui les entoure
  28. 28Expansion de l'univers
    L'univers est en expansion, et certaines composantes peuvent accélérer cette expansion (l'énergie sombre)
  29. 29Chute libre en relativité générale
    Mouvement inertiel : les objets en chute libre se déplacent naturellement sans force agissant sur eux, suivant des géodésiques dans l'espace-temps courbe
  30. 30Géodésique
    Le chemin le plus droit possible à travers un espace-temps courbe, suivi par les objets en chute libre

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