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CONCEPTION ET MISE EN PAGE : PAUL MILAN Chronologie de la physique 1 Pythagore

CONCEPTION ET MISE EN PAGE : PAUL MILAN Chronologie de la physique 1 Pythagore (570-496 av. J.-C.) Il sait que des cordes accordées à des intervalles harmoniques octave, quinte, ... ont des longueurs dans des rapports 1/3, 2/3, ... 2 Aristote (384-322 av. J.-C.) A l’époque, on sentait bien que les deux notions de lieu et mouvement étaient dénuées de sens tant que l’on ne précisait pas en même temps quelque chose. Aristote rapportait alors le lieu d’un corps à une substance matérielle qui l’aurait entouré. 3 Claudius Ptolémée (IIe siècle ap. J.-C.) Pour lui, la sphère des étoiles ﬁxes (qui entourait la Terre) était la plus éloignée d’un série de sphères entourant la Terre et n’avait pas de lieu. Au delà d’elle, il n’y avait rien, pas même l’espace. Mais cette sphère devait quand même avoir un mouvement, une rotation quoti- dienne autour de la Terre. 4 Nicolas Copernic (1473-1543) Il attribua l’effet de rotation non pas à la sphère d’étoile ﬁxe mais à la Terre qui tournait continuellement autour de son axe. Il commença un livre en 1507, qu’il fût publié seulement en 1543 (il le vu sur son lit de mort), sur celui-ci était notamment écrit : • Toutes les orbites ou sphères célestes n’ont pas le même centre. • Le centre de la Terre n’est pas le centre du monde, mais seulement celui de la pesanteur et de l’orbite de la Lune. • Toutes les orbites entourent le soleil, comme si celui-ci était placé en leur centre à toutes ; par suite, le centre du monde se trouve à proximité du soleil. • La Terre a une rotation immuable autour de l’axe de ses pôles. Le ciel des étoiles ﬁxes étant de tous le plus lointain, reste alors immobile. • Le mouvement du soleil que nous constatons ne provient pas de lui, mais est le fait de la terre et de notre orbite sur laquelle nous tournons autour du soleil comme tout autre planète. Et ainsi la Terre est animé de multiples mouvements. • L’avance et le recul des étoiles mobiles n’est aussi qu’une apparence produite par le mouvement de la Terre. PAUL MILAN 1 PHYSIQUE-CHIMIE. TERMINALE S 5 William Gilbert (1540-1603) On lui doit notamment le mot électricité. Il explore les lignes de forces du champ magnétique crée au voisinage des sphères d’acier à l’aide d’une petite aiguille ai- mantée, il constate alors la parfaite analogie avec l’action de la Terre sur la bous- sole et détruit toutes les légendes des grandes montagnes magnétiques du nord ou d’une force magnétique émanant de l’étoile polaire. 6 Ticho Brahé (1546-1601) Il réalise de séries d’observations particulièrement précises sur la position des planètes qui sont une des origines du principe d’attraction de Newton. 7 Galilée - Galileo Galilei - (1564-1649) 1589 : Expériences sur la chute des corps. 1610 : Grâce à l’invention de sa lunette, il démontra que les satellites de Jupiter formaient en petit un système au sens de Copernic. 1611 : Il prouva sans ambiguïté, que d’après ses phases, Vénus devait décrire une trajectoire circulaire (approximativement) autour du soleil ; et que comme la Terre et la Lune elle n’émettait aucune lumière mais ne faisait que renvoyer celle du soleil. Il pense aussi que les lois du mouvement ne devait pas être rapporté au système lié à la Terre mais bien au système de Copernic. Lorsqu’il parle de chute libre et plus généralement de mouvement par rapport à la Terre, il précise que cela n’est permis qu’approximativement et qu’en toute rigueur un corps tombant en chute libre s’écarte à la verticale par suite de la rotation de la Terre. 1638 : Il pose la fréquence comme le corollaire physique de la perception de la hauteur d’un son. Il admet qu’à la proximité de la Terre, les corps subissent une accélération constante dirigée verticalement vers le bas. Il eu l’intuition du principe de la conservation de l’énergie : pour lui, la vitesse atteinte par un corps dans sa chute le rendait capable de remonter à sa hauteur initiale mais aps plus haut. Tout comme Newton, il attache une grande importance au fait que tous les corps subissent la même accélération : ceci étant vériﬁé pour les corps en chute libre mais aussi dans le fait que la période du pendule est indépendante du corps qui oscille. 8 Johannes Kepler (1571-1630) : Il donne une loi approchée de la réfraction qui n’est valable que pour les petits angles. Il déduisit des observations de Ticho Brahé les trois lois qui portent son nom (trajectoire elliptique, égalité des aires balayées dans des temps égaux par le PAUL MILAN 2 PHYSIQUE-CHIMIE. TERMINALE S rayon vecteur, proportionnalité des carrés des périodes de révolution au cube des grands axes). Il a contribué avec ses lois à la conﬁrmation du système de Copernic. 1611 : il parle dans un écrit de neige hexagonale, il envisage la structure de la neige comme un entassement dense de petites sphères. 9 Willebrard Snell (1591-1626) Il établit la loi de la réfraction (avant Descartes). D’après Huyghens, il a établi cette loi à l’aide de mesures. 10 René Descartes (1596-1650) Pour expliquer la pesanteur, il pensait que l’espace interstellaire était rempli d’un liquide tourbillonnant qui entraînait avec lui les planètes qui y ﬂottait. Il déduit la loi de la réfraction d’après sa représentation corpusculaire de la lu- mière. 11 Otto von Guericke (1602-1686) Il note la répulsion de particules portant des charges de même signe et construisit la première machine électrostatique à frottement. Il remarque aussi que le champ magnétique terrestre peut aimanter les morceaux de fer. 12 Evangelista Torricelli (1608-1647) : 1643 : Inspiré par une expérience de Galilée faite avec une pompe à vide, Il in- vente la baromètre à mercure. 13 Francesco Grimaldi (1618-1663) 1665 dans un ouvrage posthume : il décrit ses premières observations des phé- nomènes d’interférences, de diffraction et de polarisation : notamment, la diffrac- tion sur une tige et sur un réseau. Ceci lui permet d’élaborer une première théorie ondulatoire de la lumière. 14 Caspar Berthelsen (1625-1698) 1669 : il observe la biréfringence du spath d’Islande dont Huyghens donna en 1678 la théorie ondulatoire. 15 Christian Huygens (1629-1695) 1657 : il apporte une contribution décisive aux horloges en leur donnant un prin- cipe de contre-réaction (qui va venir compenser les pertes énergétiques dues au frottements. PAUL MILAN 3 PHYSIQUE-CHIMIE. TERMINALE S 1678 : il présente son Traité de la lumière, il déduit de sa conception du mouvement ondulatoire longitudinale et de la construction des enveloppes, la propagation rectiligne de la lumière et les lois de la réﬂexion et de la réfraction. Il établit ces lois dans le cas des corps isotropes, mais aussi pour le spath dont il explique la biréfringeance par la composition de deux ondes (l’une sphérique comme dans le cas des corps isotropes, et l’autre étant une ellipsoïde de révolu- tion). 1678 : il donne la théorie ondulatoire de la biréfringence du spath d’Islande ob- servait par Berthelsen en 1669. Il reprend l’idée de Galilée sur la conservation de l’énergie en l’étendant au centre de gravité des corps tombant en chute libre. 1690 : s’appuyant sur la propriété de "clivage" du spath, il conçut dans son traité de lumière une structure cristalline en forme de réseau, constituée de petites par- ticules ellipsoïdales. 16 Isaac Newton (1643-1727) 1672 : il apporte la preuve que la lumière blanche est composée de lumières de différentes couleurs et que par conséquent, la lumière de couleur est plus simple que la lumière blanche. 1672 : dans le même ordre d’idée, il conçoit son télescope à miroir. Ceci a été fait à la suite de ses réﬂexions sur les aberrations chromatiques (qu’il pensait inévitables) et ses expériences sur le prisme. 1687 : Publication de philosophie naturelle et principes mathématiques qui fonde les bases de la dynamique. Il calcule la vitesse du son en fonction de la compressibilité et de la densité de l’air. Tout comme Galilée, il attache une grande importance au fait que tous les corps subissent la même accélération : ceci étant vériﬁé pour les corps en chute libre mais aussi dans le fait que la période du pendule est indépendante du corps qui oscille. Il inﬁrma la théorie de Descartes du liquide interstellaire par des considérations d’hydrodynamique. Il énonce ce que l’on appelle le principe de Newton : La force d’attraction est proportionnelle aux deux masses et inversement proportionnelle au carré de leur distance. Il démontre la loi d’attraction en calculant l’accélération de la pesanteur à la sur- face de la Terre et l’accélération à laquelle est soumise la Lune. Egalement, il in- terprète les anomalies du mouvement de la Lune et leur rapport avec les marées. Mathématiquement, il démontre les lois de Kepler à partir de sa loi d’attraction et de sa loi générale du mouvement. Les anneaux formés dans les couches minces, découvert par Boyle, portent le nom d’anneaux de Newton car c’est lui qui trouve la relation entre la couleur des anneaux et l’épaisseur de la couche. PAUL uploads/Geographie/ 00-cours-chronologie-physique.pdf