Histoire de la physique

L’histoire de la physique est la ensemble d’√©v√©nements qui ont conduit au d√©veloppement d’une science d√©di√©e √† la compr√©hension et √† l’explication la √ßa a march√©nation de l’univers. Ses connaissances sont pr√©cieuses, car elles nous montrent comment toutes les d√©couvertes physiques, th√©ories et lois ont √©t√© le produit du travail m√©ticuleux de milliers de personnes tout au long de l’histoire de l’humanit√©.

De plus, il nous permet de comprendre la manière dont les différentes études, théories et découvertes ont évolué au fil des années, nous ouvrant de nouvelles voies pour avoir, de cette manière, une connaissance plus complète du fonctionnement de notre univers.

Début de la physique (6ème siècle avant JC-16ème siècle après JC)

Modèle géocentrique de Ptolémée

Illustration du mod√®le g√©ocentrique de Ptol√©m√©e, o√Ļ la Terre est le centre de l’univers.

Avant la civilisation grecque, on ne sait pas s’il y avait un int√©r√™t √† essayer de comprendre ou d’expliquer la nature, car le but de la connaissance √©tait plut√īt pratique: comment semer et chasser, comment construire et combattre les ennemis, et quelles plantes ou rem√®des utiliser pour soulager la douleur.

Les premiers scientifiques grecs

Les Grecs ont √©t√© les premiers √† essayer expliquer le mouvement des √©toiles et des plan√®tes. Ce serait le d√©but de l’astronomie. Thal√®s de Milet (624-547 av.J.-C.) fut le premier astronome et math√©maticien grec, consid√©r√© par beaucoup comme le premier scientifique de l’humanit√©.

Les Grecs Pythagore et Emp√©docle (492-430 avant JC) ont √©galement fourni la base pour le d√©veloppement de la physique avec leurs connaissances. Mais peut-√™tre que le premier physicien de l’histoire √©tait Anaxagoras (entre 500 et 430 avant JC).

Première théorie atomique

La contribution la plus importante des Grecs du 5√®me si√®cle avant JC. de C. √©tait th√©orie atomique, con√ßu par Leucippus et d√©velopp√© plus tard par D√©mocrite d’Abdera (n√© en 460 avant JC). Selon D√©mocrite, si un morceau de mati√®re √©tait continuellement divis√©, il atteindrait un point o√Ļ il serait indivisible: l’atome.

Aristote: le premier scientifique influent

Aristote est, sans aucun doute, le Grec qui était le plus concerné par la recherche du savoir au 4ème siècle avant JC. de C. Né en 385 à. de C. à Estagira, Aristote créa sa propre école à Athènes, le Lycée.

L’orientation intellectuelle du Lyc√©e √©tait essentiellement scientifique. Aristote Je cherchais une explication des ph√©nom√®nes bas√©e sur le monde naturel.

Euclide et mathématiques

Euclide (325-265 av.J.-C.) √©tait un grand math√©maticien grec lors de l’essor de la culture hell√©nique. Les √©l√©ments de g√©om√©trie d’Euclid ont servi de base aux √©tudes d’Isaac Newton. Cela nous montre que les math√©matiques et la physique vont toujours de pair.

Archimède: un levier pour faire bouger le monde

D’Archim√®de (287-212 av.J.-C.), nous savons qu’il a travaill√© principalement sur la statique et l’hydrostatique, en plus de l’astronomie et de l’optique. On lui attribue la phrase ¬ędonnez-moi un pied et je ferai bouger le monde¬Ľ.

Ptolémée et le modèle géocentrique

Ptolémée (85-165 après JC) était un célèbre astronome et philosophe égyptien du deuxième siècle après JC. Sa plus grande contribution a été le modèle géocentrique: la Terre est le centre du système solaire. Son système a prévalu pendant près de 1 400 ans.

Première révolution de la physique (XVIe-XVIIIe siècles)

système héliocentrique

Dans le système planétaire héliocentrique, la Terre tourne autour du Soleil.

Le Soleil comme centre de l’univers

Nicolas Copernic (1473-1543) a d√©fi√© la vision g√©ocentrique d’Aristote et de Ptol√©m√©e en proposant le syst√®me plan√©taire h√©liocentrique. Dans ce syst√®me, le soleil est le centre autour duquel tournent la Terre et les autres plan√®tes.

Johannes Kepler (1571-1630) a propos√© lles trois lois du mouvement plan√©taire entre 1609 et 1618. En elles √©tablit que les plan√®tes du syst√®me solaire se d√©placent en orbites elliptiques. Kepler a √©galement contribu√© √† l’√©tude de la physique de l’optique.

Les travaux de Copernic et Kepler ont lib√©r√© les astronomes europ√©ens du joug aristot√©licien. Maintenant, le fonctionnement des cieux pourrait √™tre expliqu√© par les m√™mes lois physiques de la Terre. Et c’est ainsi que Galileo Galilei est arriv√©.

Galileo: la naissance de la physique classique

Pour Galileo Galilei (1564-1642), l’objectif principal de la physique √©tait de s’appuyer sur des observations et des preuves exp√©rimentales. Galilei a am√©lior√© la construction du t√©lescope, avec lequel il pouvait voir les montagnes de la Lune et les satellites de Jupiter. En outre, il a soutenu la th√©orie h√©liocentrique de Copernic avec ses d√©couvertes.

Les lois de la physique de Newton

L’homme qui a r√©volutionn√© la physique √©tait Isaac Newton (1642-1727). Connu pour loi universelle de gravitation, √©non√ßait √©galement les lois du mouvement. Entre autres contributions, Newton a d√©crit des ph√©nom√®nes optiques tels que la nature et la d√©composition de la lumi√®re et la couleur des corps. De plus, il a d√©velopp√© le calcul diff√©rentiel et int√©gral et a construit un t√©lescope √† r√©flexion.

Nouvelle ère de la physique (XVIIIe-XIXe siècles)

rayons X découverts

Wilhelm Röntgen a découvert les rayons X en 1895.

Les grandes contributions √† la physique qui ont suivi Newton ont √©t√© la d√©couverte de l’atome et des lois des gaz par John Dalton et la fondation de la physicochimie par Amedeo Avogadro. L’acoustique et la th√©orie du son (Jonh William Strutt 1842-1919) et les √©tudes de l’√©lectricit√© (Benjamin Franklin, 1706-1790) se d√©veloppent aux XVIIIe et XIXe si√®cles.

√Čnergie et thermodynamique

Au d√©but du XIXe si√®cle, les termes √©nergie et force √©taient utilis√©s comme synonymes. Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholz (1821-1894) a con√ßu le principe de conservation de l’√©nergie, appel√©e plus tard “premi√®re loi de la thermodynamique”. La deuxi√®me loi de la thermodynamique a √©t√© propos√©e par Rudolf Clausius (1822-1888).

Vagues et particules

Les travaux de James Clerk Maxwell (1831-1879) unifient les ph√©nom√®nes d’√©lectricit√©, de magn√©tisme et de lumi√®re dans un seul champ: l’√©lectromagn√©tisme. C’est Maxwell qui a montr√© le premier que le rayonnement √©lectromagn√©tique se compose d’ondes.

Voir aussi Electromagnétisme.

Des radiations partout

Dans la dernière décennie du 19e siècle, ils ont été découverts Rayons X (Wilhelm Röntgen 1845-1923), et radioactivité (Henri Becquerel 1852-1908, Marie Curie 1867-1934 et Pierre Curie 1859-1906).

Révolution quantique (20e siècle)

Relativité

Albert Einstein (1879-1955) a publi√© sa th√©orie g√©n√©rale de la relativit√© en 1916 r√©volutionner la vision de l’espace, de la mati√®re, de l’√©nergie et du temps √ąre newtonienne. La th√©orie de la relativit√© stipule que l’√©nergie et la masse sont √©quivalentes, comme exprim√© dans la fameuse √©quation E = mc2, o√Ļ c est la vitesse de la lumi√®re.

La th√©orie de l’origine de l’univers

Georges Lema√ģtre (1894-1966) √©tait fascin√© par la th√©orie d’Einstein. Lema√ģtre a propos√© en 1933 que l’univers √©tait en expansion apr√®s l’explosion d’un atome primordial. C’est Edwin Powell Hubble (1889-1953) qui d√©couvrit en 1929 que les galaxies en dehors de la Voie lact√©e s’√©loignaient.

Ainsi, la th√©orie du big bang am√©lior√©e par George Gamow (1904-1968) est l’explication la plus largement accept√©e de l’origine de l’univers chez les physiciens aujourd’hui.

Voir aussi Big Bang Theory.

Les quanta et leur mécanique

En 1901, Max Planck (1858-1947) propose les quanta √©nerg√©tiques, petits paquets d’ondes, qui deviendront la base de la physique quantique.

Werner Karl Heisenberg (1901-1976), Erwin Schr√∂dinger (1887-1961) et Paul Dirac (1902-1984) sont consid√©r√©s comme les cr√©ateurs du m√©canique quantique. La m√©canique quantique est, aujourd’hui, la th√©orie qui explique tous les ph√©nom√®nes physiques.

Physique nucléaire (20e siècle)

Chicago pile 1

Représentation du Chigago Pile-1, premier réacteur nucléaire au monde.

Le premier pas en physique nucl√©aire a √©t√© franchi par Ernest Rutherford (1871-1937). En bombardant l’azote avec certains types de particules, il l’a transform√© en oxyg√®ne. C’√©tait lLa premi√®re transformation d’un √©l√©ment en un autre.

L’√©nergie de l’atome

Lorsqu’un atome se d√©compose, une r√©action en cha√ģne se produit qui lib√®re de l’√©nergie. Ce ph√©nom√®ne explique la force d’une bombe atomique et la consommation d’√©nergie dans une centrale nucl√©aire. Le premier r√©acteur nucl√©aire √† s’activer fut le Chicago Pile-1, en d√©cembre 1942, construit pour produire du plutonium comme arme nucl√©aire.

Forces dans le noyau

La jonction entre protons et neutrons dans le noyau de l’atome a √©t√© d√©couverte par Hideki Yukawa (1907-1981). Yukawa a propos√© le forte force nucl√©aire comme la force qui maintient les protons comprim√©s dans le noyau. Les m√©sons sont alors d√©couverts, qui sont des particules √©chang√©es entre protons et neutrons.

Voir aussi Qu’est-ce que la physique?

Progrès récents de la physique (1960-2012)

laser et chirurgie

Les chirurgies oculaires au laser ont révolutionné le traitement des problèmes visuels.

Le laser

Mot √ätre vient de l’anglais light √†mplification par stimul√© etmission de radiation (amplification de la lumi√®re par √©mission stimul√©e de rayonnement). Le laser a √©t√© cr√©√© en 1957 par Charles Townes (1915-2015). Aujourd’hui, les lasers sont largement utilis√©s dans les lecteurs DVD et CD, les communications par fibre optique et dans les chirurgies.

Le grand collisionneur de hadrons

Le grand collisionneur de hadrons GCH (Large Hadron Collider) est le acc√©l√©rateur de particules √† haute √©nergie le plus grand du monde. Le GCH a √©t√© construit par l’Organisation europ√©enne pour la recherche nucl√©aire √† la fronti√®re de la France et de la Suisse. Il se compose d’un tunnel d’une circonf√©rence de 27 kilom√®tres.

Le HCG a √©t√© con√ßu principalement pour produire des collisions entre faisceaux de protons. Les rayons voyagent √† l’int√©rieur du tunnel circulaire guid√©s par de puissants aimants √©lectriques. Avec HCG, les physiciens cherchent √† analyser les particules produites lors de la collision de faisceaux de protons.

C’est ainsi que le 4 juillet 2012, la particule de Higgs ou le boson de Higgs a √©t√© d√©tect√© pour la premi√®re fois. Cet √©v√©nement a mis en lumi√®re l’une des particules fondamentales du mod√®le standard de la physique des particules.

 

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