Traité de physique à l'usage des profanes

Voici un manuel de thermodynamique classique : la mécanique quantique ni la physique statistique ne sont supposées connues. La thermodynamique est présentée comme une théorie en soi, fondée sur un postulat qui lui est propre et sert tout au long de référence ultime. Par la diversité des thèmes et des niveaux de difficulté, cet ouvrage s'adresse tant aux étudiants débutants (licence européenne ou classes préparatoires aux grandes Ecoles) qu'aux plus expérimentés (master ou préparation à l'agrégation), voire aux doctorants. Les enseignants y trouveront matière à étoffer leur cours ou leurs séances de travaux dirigés. Ce livre juxtapose de multiples éléments - 9 chapitres, 26 compléments , et 12 suppléments - largement indépendants les uns des autres, mais constituant un ensemble cohérent. Les premiers chapitres posent les bases théoriques : postulat fondamental et condition d'entropie maximale, équilibre, stabilité, fonctions et potentiels thermodynamiques. Puis viennent les applications - tant leur description phénoménologique que leur interprétation théorique - des plus classiques (fluides purs, changements d'états, mélanges) à d'autres, plus élaborées (milieux diélectriques ou magnétiques, solutions électrolytiques, piles électriques, surfaces et interfaces, réactions chimiques, transitions de phases continues, élasticité). L'ultime chapitre aborde les phénomènes irréversibles et présente les lois élémentaires du transport. . . Les auteurs, Bernard Diu, Claudine Guthmann, Bernard Roulet (professeurs) et Danielle Lederer (maître de conférences), ont enseigné la physique à l'Université Paris 7-Denis Diderot depuis sa création, en 1970. Par les mêmes auteurs Physique statistique (édition Hermann). B. Diu est co-auteur de Mécanique quantique publié également chez Hermann.

Au début du XXe siècle, les scientifiques imaginaient que l'ensemble du monde était construit à partir de trois "particules élémentaires" (électron, proton, photon). Depuis, nous avons appris que notre univers contient un nombre considérable de particules - soit des corps individualisés d'extension réduite - de natures et de caractéristiques très diverses, qu'il serait illusoire de chercher à énumérer de manière formelle et systématique. C'est pourquoi le propos de ce livre suit une stratégie fondamentalement différente. Il s'organise autour de certaines propriétés générales que laissent apparaître l'observation et l'étude des particules dans leur existence et leur conduite primaire. Aussi, chacune des parties de cet ouvrage rassemble plusieurs chapitres de thèmes voisins, mais un sujet donné peut également être traité en divers endroits et, de ce fait, être abordé sous différents angles de manière complémentaire. De telles compositions et décompositions d'éléments proches permettent ainsi d'esquisser une image plus riche de l'"univers des particules" et d'introduire à la physique des particules dans son ensemble.

Peu de notions scientifiques ont autant suscité l'imagination spéculative que l'entropie thermodynamique. Tous les systèmes organisés - les sociétés, les êtres vivants - seraient promis à la décadence, à la mort, forcément. Ce livre expose en toute clarté le développement historique et conceptuel de la thermodynamique. Née du désir de comprendre et de maîtriser le fonctionnement des machines à vapeur - emblème de nos sociétés industrielles -, elle est devenue la science des corps, de tous les corps à notre échelle. Mais elle se passait sans états d'âme de l'hypothèse atomique. Elle a donc été battue en brèche par la mécanique statistique qui faisait droit aux impératifs dictés par la structure atomique des corps. Après une lutte épique, et même sanglante, thermodynamique et mécanique statistique se sont réconciliées sur les fondements de la seconde mais avec les techniques de la première. Ce livre se lit comme un roman de physique contemporaine.

Comment comprendre la physique ? Comment savoir pourquoi il y a des particules et des antiparticules, ou dans quel état se trouve le chat de Schrödinger ? Comment découvrir ce qui se conserve dans la nature ? Comment s'initier aux théories à la pointe de notre connaissance de l'Univers ? Ce livre veut aider à parler la physique, à apprendre son vocabulaire. Chaque mot est défini dans son sens immédiat comme dans ses significations plus complexes. Et les renvois d'un mot à l'autre permettent de saisir la physique en bloc. Après Les atomes existent-ils vraiment ? et Traité de physique à l'usage des profanes, Bernard Diu fait partager, sous une nouvelle forme, sa passion pour la physique. A le lire, il ne fait aucun doute qu'Einstein avait raison : " Subtil est le Créateur. "