Chapitre 1 Les Ondes

Quels sont les principaux types d’ondes ? Comment les caractériser ? Comment agissent-elles sur la matière, sur le vivant ? Sont-elles dangereuses ou bénéfiques ? Existe-t-il des ondes encore inconnues ? Voilà les questions abordées dans ce chapitre.

Présentations accessibles par les liens suivants

Une conférence grand public de janvier 2022 traite de cette question, on trouvera les textes et vidéo de cette conférence à la page :  » Les ondes, la 5G et nous « .

Chapitre 2 l’Energie… et l’entropie

Une fois exposées les différentes formes de l’énergie et ses lois de conservation, nous définirons des critères de qualité. La concentration et la disponibilité dans l’espace sont essentielles.

Mais pourquoi le rendement des moteurs thermiques est-il limité alors que celui des moteurs électriques tend vers 100% ? L’entropie caractérise la facilité (ou plutôt la difficulté) des différentes sources à mobiliser leurs énergies, et plus généralement leur degré de désordre. La chaleur apparait comme la forme la plus entropique -donc- dégradée des différentes énergies.

La croissance inéluctable de l’entropie des systèmes isolés se traduit à notre échelle par la flèche du temps.

Et si la crise de l’énergie de la planète était d’abord une crise de l’entropie ? Pour en savoir plus : le cours en version pdf ou en version ppt.

Une conférence grand public de janvier 2022 traite plus spécifiquement de la crise de l’énergie en 2022, on trouvera les textes et vidéo de cette conférence à la page :  » La crise de l’énergie « .

Chapitre 3 Le Temps et l’Espace (les relativités)

La détection des ondes gravitationnelles a fait récemment la une des journaux. Une « photo » d’un trou noir a été publiée (en fait une reconstitution en fausses couleurs des ondes radios émises par l’environnement du trou noir. Ce sont des preuves éclatantes de théories élaborées au début du XXème siècle; respectivement la relativité restreinte et la relativité générale.

Ces théories -au départ purement spéculatives- démontrent l’unité du Temps et de l’Espace, qui ne sont pas des entités immuables. Einstein a démontré que l’énergie conditionne le Temps et l’Espace et réciproquement. Ces théories permettent d’écrire l’histoire de l’Univers presque depuis son début (Big Bang) et de dessiner différents scénarios de son futur.

Pour en savoir plus : le cours en version pdf ou en version ppt.

Chapitre 4 Le monde de l’infiniment petit

La mécanique quantique, élaborée au début du siècle dernier, est une théorie physique extrêmement efficace pour prédire le comportement de l’infiniment petit et développer les technologies à la base de notre société (téléphonie, télévision, internet, etc.).

Mais elle pose des problèmes non résolus sur la nature du monde réel. A partir du modèle de Schrödinger, valable aux basses énergies, un demi-siècle d’efforts des théoriciens pour rendre la théorie valable à toutes les énergies, et surtout compatible avec la relativité générale n’ont pas encore abouti.

Pour en savoir plus : en version pdf ou en version ppt.

Et pour en savoir beaucoup plus, voir le cours avancé qui ne traite que de la mécanique quantique.

Bibliographie sommaire

RÉFÉRENCES GÉNÉRALES

• Futura Sciences : Un site généraliste proche de la vie quotidienne
• La « Physique Autrement » : une équipe de recherche sur de nouvelles façons de vulgariser ou d’enseigner la physique:
• Découvrir & Comprendre ; l’espace de culture scientifique du CEA
• Pour avoir accès aux articles scientifiques récents et originaux (souvent en anglais)
• Le site de vulgarisation scientifique d’Etienne Klein et tous ses livres
• « L’univers décrypté par les énigmes » de C.Vafa (EDP Sciences), un remarquable et agréable voyage à travers les grands problèmes de physique,

Les ondes

• Les rapports et publications de l’ANSES ; et plus particulièrement, le rapport sur la Téléphonie mobile et technologies sans fil.
• Les articles de Wikipedia (et liens associés), en particulier : Son (physique), Onde, Onde radio, Onde électromagnétique, Onde gravitationnelle
• Pour ceux qui lisent l’anglais (très illustré et très complet) : le site de la NASA
• Une vidéo didactique sur les ondes électro-magnétiques.
• Une introduction aux ondes gravitationnelles.

Energie et entropie

•  » L’entropie « , dossier de la revue La Recherche, N°544, février 2019
• Une vidéo d’Etienne Klein « L’énergie : à la fois une grandeur physique et un défi pour notre siècle »
• Le bilan énergétique de la France : un ensemble complet de données
• « Au-delà de la physique, l’émergence de la vie » (Dunod) de S.A. Kauffman : un point de vue d’un biologiste, selon lequel, la physique ne peut expliquer l’origine de la vie.
• « Le grand tout, sur l’origine de la vie, son sens et l’univers lui-même » (Quanto) de S.Carroll.
• « Thermodynamique de l’évolution« , F. Roddier, (Parole) : un point de vue original et stimulant, à discuter
• « L’univers et la flèche du temps » (Quanto) de S. Carroll, où l’entropie et la relativité générale jouent un grand rôle.

Le Temps et l’Espace – Relativité Générale

•  » Le Temps « , un hors-série de la revue La Recherche, N°20 Décembre 2016-Janvier 2017
•  » Le Temps et sa flèche », livre de Etienne Klein, Michel Spiro, Flammarion (Champs sciences), 2013
• Une vidéo « Que savons-nous du temps ?  » par Etienne Klein
• Un cours avancé de M. Le Bellac et son livre « Les relativités : Espace, Temps, Gravitation », EDP Sciences
•  » Relativité restreinte et théorie classique des champs « , Léonard Susskind et Art Friedman, Presses polytechniques et universitaires romandes ; très didactique mais limité à la relativité restreinte.
• « La nature de l’espace et du temps » de S. Hawking et R. Penrose (folio – essais). Un débat de haut niveau mais passionnant.
•  » L’écume de l’espace-temps  » de JP Luminet, un panorama des théories actuelles sur l’origine de l’Univers, Odile Jacob
  • « L’ordre du temps » de Carlo Rovelli (Flammarion), vers une théorie du temps, à lire avec les autres livres de l’auteur.
• « L’univers et la flèche du temps » (Quanto) de S. Carroll, où l’entropie et la relativité générale jouent un grand rôle.

La mécanique Quantique

•  » Physique quantique, 4 interprétations du réel « , dossier de la revue La Recherche, N°520, Février 2017
• Le cours avancé « Le Monde Quantique », Michel le Bellac, EDP Sciences
•  » Le mystère du monde quantique « , une bande dessinée de Thibault Damour et de Mathieu Burniat, Dargaud
• « La quantique autrement » de Julien Bobroff (Flammarion), garanti sans équation !
• « La physique quantique pour les Nuls » Editions First (pas testé)
• Le site « Tout est quantique » https://toutestquantique.fr/
• Vidéo « Introduction à la mécanique quantique », Roland Lehoucq,