Initiation à la relativité restreinte et générale

De l'atome au quark, les recherches expérimentales ont permis de découvrir les structures infiniment déliées de la matière. Réalisées au cours du XXe siècle, ces découvertes ont progressivement établi les fondements de la physique quantique. Celle-ci est devenue la base de toutes les disciplines de la physique. La mécanique quantique a permis de modéliser les propriétés de l'atome de façon spectaculaire. Son association avec la relativité restreinte a ensuite apporté un nouvel approfondissement, conduisant à l'électrodynamique quantique. Puis, de nos jours, la théorie quantique des champs est devenue la théorie standard des particules élémentaires et de leurs interactions. Au fur et à mesure de l'évolution de la physique quantique, les exposés de son contenu sont de plus en plus abstraits. Or, les idées qui ont été à l'origine des théories quantiques sont toujours faciles à comprendre. De plus, le formalisme utilisé au début par les créateurs est également très classique. Dans cet ouvrage, l'auteur a recherché les textes originaux qui ont fondé la physique quantique. Il expose le plus simplement possible les résultats auxquels ces créateurs ont abouti et qui constituent les bases fondamentales de la physique quantique. Biographie de l'auteur Les travaux de recherches et d'enseignement universitaires de Jean Hladik lui ont permis d'acquérir une large connaissance des théories scientifiques les plus modernes. Grâce à ses talents pédagogiques, l'auteur explique simplement les origines et l'évolution de la physique quantique, fondement de toutes les disciplines de la physique.

La matière et l'énergie ne vont plus former qu'une seule et même entité lorsque la célèbre formule E = mc2 est définitivement démontrée par Max Planck. Une nouvelle conception de la réalité s'impose; la matière considérée comme éternelle devient éphémère. Il va falloir cependant plus de deux siècles de cogitation des plus grands philosophes et physiciens pour aboutir à cette fameuse formule. Celle-ci fait son apparition au cours du XVIIIe siècle lorsque la notion d'énergie mécanique commence à s'imposer sous la forme de "force vive". Grâce à Newton et Leibniz, on trouve le calcul de l'énergie de la lumière sous la forme mc2 dans un ouvrage de Voltaire destiné à "ceux qui ne connaissent Newton que de nom". Au cours du XIXe siècle, ce sera la théorie de l'éther, support des vibrations électromagnétiques, qui sera le réceptacle d'une énergie postulée également sous la forme mc2. A la fin du XIXe siècle, Maxwell, puis Henri Poincaré vont mettre en évidence les propriétés dynamiques des ondes électromagnétiques. En 1905, Einstein va faire un raisonnement approximatif aboutissant à E = mc2. Finalement, ce sera Max Planck, qui fonda la physique quantique et développa la relativité restreinte, qui démontrera le premier la formule. Depuis, des expériences en tout genre ont largement démontré la validité de cette célèbre formule. En laboratoire, les corpuscules de matière se dématérialisent en énergie et cette dernière se matérialise en particules. Les travaux de recherches et d'enseignement universitaires de Jean Hladik lui ont permis d'acquérir une large connaissance des théories scientifiques les plus modernes. Grâce à ses talents pédagogiques, l'auteur explique simplement la Relativité, science qui touche aux grands mystères de notre Univers.

Parmi les outils mathématiques qu'utilise le physicien, le calcul vectoriel est un instrument fondamental. En effet, pratiquement dans tous les principaux domaines de la physique, les phénomènes étudiés sont représentés par des vecteurs. Tant pour le physicien que pour l'ingénieur, le calcul vectoriel constitue donc un outil fondamental. La représentation de la réalité physique se fait classiquement dans un espace à trois dimensions et les vecteurs de cet espace sont eux-mêmes des éléments d'un espace vectoriel euclidien à trois dimensions. Dans une première partie de cet ouvrage, l'auteur a donc traité uniquement des vecteurs à trois dimensions. Dans une seconde partie, l'auteur étudie les différents types d'espaces vectoriels à un nombre quelconque de dimensions qui sont autant utilisés en physique que les espaces à trois dimensions. Formant un ensemble homogène autour du thème de l'utilisation des vecteurs en physique, ce livre recouvre à la fois les enseignements du premier et du second cycle universitaire sur le sujet traité. L'auteur a privilégié les aspects techniques et pratiques du calcul vectoriel afin que chacun puisse le maîtriser pour ses besoins. L'étudiant et le professeur y trouveront le texte d'un cours axé sur les aspects utiles et techniques. Ensuite, chaque chapitre est suivi d'un grand nombre d'exercices choisis pour faciliter la compréhension et la maîtrise du cours. De plus, c'est un ouvrage à conserver et à consulter selon ses besoins car toutes les formules relatives au calcul vectoriel dont a besoin l'ingénieur ou le physicien ont été répertoriées.

En conduisant leur voiture durant l'été, nombre de gens ont l'illusion de voir sur la route une sorte de flaque d'eau qui disparaît lorsqu'ils avancent. Ils voient un mirage mais ne s'en doutent même pas ou n'en connaissent pas l'explication. D'autres illusions très diverses sont créées par la nature. Regroupées en première partie d'ouvrage, ces illusions naturelles, ainsi que d'autres relevant de l'illusionnisme, sont expliquées aisément à partir des lois de l'optique. Une deuxième partie concerne les illusions basées sur les propriétés de l'?il et les phénomènes cognitifs qui leur sont nécessairement liés. Le cinéma et ses multiples trucages, ou effets spéciaux, ont créé tout un univers d'illusions dont nous avons à peine conscience. Des premiers trucages cinématographiques inventés par Méliès aux images numériques conçues de nos jours par ordinateur, le cinéma est devenu la grande industrie de l'illusion. D'autre part, l'illusion du relief s'est immiscée dans l'image avec l'art de la perspective. Des techniques optiques, dont récemment l'holographie, font également naître des illusions saisissantes de relief. Dans une troisième partie, l'auteur nous montre qu'il y a plus de trois mille ans, les sorciers et magiciens étaient déjà d'habiles illusionnistes. Il donne un aperçu du difficile apprentissage manuel que nécessite la prestidigitation. De nombreuses illusions de magie scénique figurant dans des spectacles actuels sont décrites. De nos "jours, les magiciens sont devenus des artistes qui recréent l'illusion de la magie par la magie de l'illusion. Une dernière partie regroupe des illusions qui vont des images divertissantes aux représentations de la vie sous forme mythique. Enfin, le lecteur découvre les recherches récentes sur les objets impossibles qui aboutissent a des illusions projetées dans un univers totalement onirique"