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ORIENTATION GÉNÉRALE - M´écrire - Édition du: 31/12/2004
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SOS je suis Débutant
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-Ý- RELATIVITÉ
§ Approche
§ Restreinte
§ Temps relatif
§ Preuves
§ Générale
§ Matière-énergie
Sommaire de cette page
>> VOCABULAIRE
>> HISTORIQUE
>> GRAVITATION UNIVERSELLE
>> RELATIVITÉ RESTREINTE
Pages voisines
§ Einstein
§ Histoire de la gravitation
§ Masses
§ Gravitation
§ Loi de Newton
§ Lumière
§ Fractal
§ Infini
§ Publications ( Erdös et Einstein)
Voir Notions et concepts de la physique moderne
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LA RELATIVITÉ
C´est compliqué? Oui et non!
Le problème est de découvrir deux ou trois déclics.
Deux ou trois choses auxquelles se raccrocher pour comprendre
et le reste en découle naturellement.
Pour moi personnellement, ce sont les explications que je donne en:
Relativité Restreinte
Relativité Générale
§ Tous les objets se déplacent à la vitesse généralisée, égale à celle de la lumière
§ L´espace est courbe
-Ý- VOCABULAIRE
Gravitation
§ Attrait universel de la matière pour la matière
§ La force est proportionnelle aux masses et inversement proportionnelle au carré de la distance
§ Selon Einstein, le phénomène est explicable en terme de courbure de l’espace-temps
Relativité générale
§ Théorie des phénomènes physiques dans l’espace-temps voûté et distordu
§ Les déformations de l’espace-temps trahissent la présence de la matière
Relativité restreinte
§ Soit deux observateurs, dont l’un voit l’autre se déplacer à vitesse constante sur une ligne droite, alors :
Aucun ne peut dire lequel des deux est en mouvement
§ La vitesse de la lumière est constante ( 300 000 km/s)
Courbure de l’espace temps
§ Dans un espace, deux lignes ne peuvent être parallèles
§ Selon la relativité, l’espace-temps est courbe, mais la voussure est si graduelle qu’il est très difficile, par les moyens de l’observation, d’en révéler la direction et la valeur
§ On distingue, dans les modèles cosmologiques, trois types de courbure spatiale : positive, nulle ou négative
Selon « Théories du ciel» de Michel Cassé
et « Sommes-nous seuls dans l’univers ? »
-Ý- HISTORIQUE
ANTIQUITÉ
Physique Aristotélicienne
Le monde a un centre
Les corps tendent vers le repos
Ils se rapprochent du centre et cessent tout mouvement
Cette vision résultait d´une appréciation intuitive
de la gravité et des frottements
COPERNIC GALILÉE NEWTON
Décentrer la terre est un premier pas nécessaire
vers la compréhension de la relativité de l´origine
des systèmes de coordonnées
Copernic:
Le soleil est au centre du monde
Kepler:
Les planètes suivent des ellipses; le Soleil est l´un des foyers
Il énonce ses trois lois
Galilée:
Découvre les lois de l´inertie:
Aucune expérience
ne peut décider du mouvement ou du repos d´un corps
Est-ce le train sur l´autre voie qui démarre ou vous qui partez?
Si vous êtes dans un sous-marin, comment apprécier le mouvement?
Si vous écrivez une lettre dans un avion, quelle est la trajectoire de votre plume?
Le vrai mouvement n´existe pas
Il est dans la nature même du mouvement d´être relatif
Descartes:
Formalise les lois de l´inertie et les applique aux objets célestes
Affirme la loi sur la conservation de la quantité de mouvement
Le Soleil ne peut pas être immobile: il décrit une petite ellipse
Conclusion
Le centre du monde, en fait, n´existe pas
Tout point peut servir d´origine
L´origine est arbitraire
La position n´est plus absolue
Les lois s´appliquent quelle que soit l´origine des coordonnées
C´est en ce sens que la relativité commence avec Copernic
On dit
Il y a invariance des lois
dans les déplacements de translation
On sait maintenant
Les invariants fondamentaux, tels que:
énergie
impulsion
moment angulaire
sont une conséquence directe de la relativité
des instants
des positions
et de l´orientation
-Ý- GRAVITATION UNIVERSELLE
Newton
Il synthétise tout cela:
GRAVITATION UNIVERSELLE
La pomme tombe, oui!
Eh bien, la Lune aussi!!!
Formalise sa loi de la gravitation
Force entre deux corps
F = G. m.m´ / d²
avec G est la constante universelle de gravitation
Les lois empiriques de Kepler en découlent naturellement
C´est une belle étape d´explication et d´unification
Mais, on ne sait comment pas encore le pourquoi du comment
Pourquoi la distance au carré, plutôt que 2,001 ou autres?
Attention
Pourquoi le phénomène d´action à distance, est-il instantané?
Poincaré, puis Einstein,
montreront que la gravitation se propage à la vitesse de la lumière
ESPACE ABSOLU
Newton soutient l´idée de l´existence d´un espace absolu
et cette idée va s´imposer pour deux siècles
bloquant l´évolution vers la relativité du mouvement
perçue avant lui par Galilée, Descartes ou Huygens
Un problème extrêmement difficile!
Pas complètement résolu, même aujourd´hui
C´est:
Le caractère apparemment absolu des forces d´inertie
qui apparaissent au cours du mouvement accéléré
Dans un bateau, un train ou un avion
on ne se rend pas compte du mouvement uniforme en ligne droite,
mais on perçoit très bien les virages
C´est la force centrifuge
L´espace relatif disparaît pour deux siècles
C´est aussi l´époque où on recherche l´éther,
comme milieu nécessaire à la propagation des ondes lumineuse
Attendons Mach, Poincaré et Einstein pour rectifier le tir
-Ý- RELATIVITÉ RESTREINTE
Découverte indépendamment par Poincaré et Einstein
L´espace et le temps
ne sont pas des entités séparées.
Ce sont des sous-espaces
d´un espace temps à quatre dimensions
Le statut ondulatoire de la lumière est acquis:
Travaux de Fresnel et Young
Théorie électromagnétique de Maxwell
Il lui faut donc un milieu pour se propager: l´éther
Michelson et Morley
Ils veulent déterminer par interférométrie
la vitesse combinée de la lumière et du mouvement de la Terre
Ils obtiennent un résultat étrange
qui met en défaut les lois addition des vitesses
Lumière et Terre
Vitesse combiné
dans le même sens:
c, la vitesse de la lumière
dans le sens opposé:
c, la même vitesse!!!
Oersted, Ampère et Faraday
avaient compris que l´électricité et le magnétisme
étaient les manifestions d´un champ unique
Ampère
Relations entre courant et aimants
Faraday
Découvre l´induction:
Le courant crée un champ magnétique
et réciproquement.
Bel exemple de relativité!
Maxwell
Construit la théorie complète du champ électromagnétique
Champ unique pour électricité et magnétisme
Champ se propage sous la forme d´une onde
Semblable à celui des ondes lumineuses
La lumière est une onde électromagnétique!
Hertz
Découvre les ondes radio
Coulomb
Calque sa loi d´attraction électrique sur celle de Newton
Effet en 1 / r²
Conclusion
Bel exemple de théorie unificatrice
Bel exemple, aussi, de l´origine de nombreuses découvertes du monde moderne:
moteur, téléphone, radio, télévision…
Mais,
Si les lois de la mécanique, gravitation comprise, sont invariantes
sous la transformation de Galilée
( changement de coordonnées à vitesse uniforme constante)
Ça n´est pas du tout le cas pour les équations de Maxwell
Poincaré
C´est Poincaré qui découvrit la nouvelle transformation
qui les laissait invariantes
Il les baptisa: transformation de Lorentz,
lequel en avait eu une vision approchée
En fait,
Lorentz
avait fait l´hypothèse d´une contraction des appareils
lors des expériences de Michelson et Morley
Il a calculé le coefficient correspondant
BILAN
Au début du siècle, Poincaré donne la liste
des grands principes de la physique:
§ Conservation de l´énergie
§ Conservation de la masse - Lavoisier
§ Dégradation de l´énergie - Carnot
§ Égalité de l´action et de la réaction - Newton
§ Principe de la moindre action
§ Principe de la relativité et des transformations invariantes
Einstein
l´emportera dans la paternité de la relativité restreinte car
il posa l´invariance de la vitesse de la lumière
et développera la théorie de la relativité générale
En fait, quelques mois après Poincaré, et indépendamment de lui,
Einstein proposait une construction extrêmement profonde
et complète de la nouvelle théorie
Il doit beaucoup à une expérience intellectuelle
dans laquelle il imaginait voyager sur un rayon lumineux
En1905, il énonce le principe de la relativité dont le but est de
réunifier l´électrodynamique et la mécanique
Il y affirme que:
Relativité galiléenne universellement valable
Les lois de l´électrodynamique et de l´optique
doivent être valides
dans tous les systèmes de référence
dans lesquels les équations de la mécanique sont valables
Invariance de la vitesse de la lumière
La vitesse de la lumière dans l´espace vide
est bien définie ( c ) ,
indépendante de l´état de mouvement du corps émetteur
Ces deux postulats,
apparemment contradictoires,
constituent le principe de la relativité restreinte
Chez Einstein, le mouvement absolu n´existe pas
Et, les vitesses supérieures à celle de la lumière perdent toute signification
Le temps est soumis à la même relativité que l´espace
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Sites sur le sujet
§ Envol vers la physique mathématique de S. Poirier
§ Relativité pour les nuls
§ Einstein
§ Galactic surf
§ Reflections on Relativity
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-Ý-
l´ile n´est pas une déchetterie de pub, merci.
le-solarien t´es pas bien... 
! !!!
pas bien