Précis de physique

Table des matières

THERMODYNAMIQUE

 

1. Notions fondamentales de thermodynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Équation d’état; le modèle du gaz parfait . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Le premier principe et ses conséquences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Les gaz parfaits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Le second principe de la thermodynamique et la fonction entropie . . .

6. Application des deux principes à un système quelconque . . . . . . . . . .

7. L’étude du corps pur. Changement d’état
    et troisième principe de la thermodynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8. La réaction chimique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9. Notions sur le phénomène de diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10. Transferts thermiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11. Facteur de Boltzmann . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12. Approche thermodynamique de la transition
      paramagnétique-ferromagnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

MÉCANIQUE DU POINT ET DU SOLIDE

 

I. NOTIONS GÉNÉRALES

1. Notions de base et cinématique du point . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

II. MÉCANIQUE DU POINT: RÉSULTATS GÉNÉRAUX

2. Référentiels galiléens ; principes de la mécanique du point . . . . . . . . .

3. Théorème de l’énergie cinétique ; théorème du moment cinétique . . . .

4. Mouvement à force centrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Le problème à deux corps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

III. APPLICATIONS DE LA MÉCANIQUE DU POINT

6. Mouvement dans un champ newtonien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Mouvement de particules chargées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8. Chocs de particules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9. Mécanique dans le référentiel terrestre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10. Les oscillations linéaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11. Oscillateurs non linéaires; utilisation du plan de phase . . . . . . . . . . .

 

IV. MÉCANIQUE DES SYSTÈMES DE POINTS

12. Éléments cinétiques des systèmes de points . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13. Théorèmes généraux de la mécanique pour les systèmes de points

 

V. MÉCANIQUE DU SOLIDE ET DES SYSTÈMES DE SOLIDES

14. Définition du solide; cinématique du solide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15. Éléments cinétiques d’un solide; moments d’inertie . . . . . . . . . . . . . .

16. Actions mécaniques s’exerçant sur un solide;
      liaisons et lois du frottement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17. Résultats relatifs aux travaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18. Théorèmes généraux de la mécanique des systèmes . . . . . . . . . . . . . .

19. Énergie potentielle; énergie mécanique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20. Cas d’un solide en rotation autour d’un axe fixe . . . . . . . . . . . . . . . . .

21. Remarques sur les liaisons; changement de nature
      d’un problème de mécanique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

MÉCANIQUES DES FLUIDES

 

I. ÉTUDE PHÉNOMÉNOLOGIQUE DES FLUIDES

1. Notions générales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Les écoulements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

II. STATIQUE DES FLUIDES

3. Statique des fluides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

III. CINÉMATIQUE DES FLUIDES

4. Descriptions du fluide en mouvement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Classification des écoulements laminaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

IV. DYNAMIQUE DES FLUIDES

6. L’équation d’Euler (fluide parfait) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Écoulement permanent d’un fluide incompressible ;
    relation de Bernoulli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8. Notions sur l’écoulement vis queux d’un fluide incompressible . . . . .

 

V. BILANS

9. Bilans dynamiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10. Bilan thermodynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

ÉLECTROMAGNÉTISME

 

I. NOTIONS DE BASE

1. Notions fondamentales; charges, courants et champs . . . . . . . . . . . . . .

 

II. ÉLECTROSTATIQUE DU VIDE

2. Propriétés générales du champ électrostatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Le dipôle électrostatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Les conducteurs et les condensateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Énergie d’interaction électrostatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Énergie électrostatique d’une distribution continue de charges . . . . . .

 

III. MAGNÉTOSTATIQUE DU VIDE

7. Propriétés générales du champ magnétostatique . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8. Dipôle magnétique ou boucle de courant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9. Force de Laplace; actions mécaniques d’un champ
    magnétique sur un circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10. Travail mécanique de la force de Laplace ; théorème de Maxwell

11. Flux du champ B ; inductances propre et inductance
      mutuelle de deux circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

IV. INDUCTION, ÉNERGIE MAGNÉTIQUE

12. Phénomène d’induction; loi de Faraday . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13. Bilans énergétiques; énergie mécanique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14. Couplage électromécanique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

V. LES ÉQUATIONS DE MAXWELL " DANS LE VIDE "

15. Expression générale des équations de Maxwell
      " dans le vide " ; introduction des potentiels . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16. Énergie magnétique; vecteur de Poynting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17. Propagation d’ondes dans le vide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18. Cas des ondes planes progressives monochromatiques ;
      le problème de la polarisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

VI. CONDITIONS AUX LIMITES IMPOSÉES PAR
UN CONDUCTEUR PARFAIT

19. Réflexion sur un conducteur parfait; onde stationnaire . . . . . . . . . . . .

20. Notions sur la propagation guidée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

VII. RAYONNEMENT

21. Champ rayonné par un dipôle électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

VIII. NOTIONS SUR LA PROPAGATION DANS LES MILIEUX

22. Généralités sur les milieux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

23. Propagation dans quelques milieux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24. Ondes électromagnétique dans les diélectriques . . . . . . . . . . . . . . . .

 

PROPAGATION D’ONDES

 

I. PROPAGATION NON DISPERSIVE

1. Notions générales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Exemple de la corde vibrante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Onde sonore dans un fluide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Autres exemples de propagation non dispersive . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

II. PHÉNOMÈNES LINÉAIRES DE PROPAGATION
UNIDIMENSIONNELLE AVEC DISPERSION

5. Dispersion, vitesse de phase, vitesse de groupe . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Exemples de phénomènes dispersifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

OPTIQUE GÉOMÉTRIQUE

 

I. NOTIONS DE BASE

1. Rayons lumineux et lois de Descartes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. La notion de chemin optique et le principe de Fermat . . . . . . . . . . . . .

3. But d’un instrument d’optique; objet et image,
    conjugaison et grandissement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

II. SYSTÈMES OPTIQUES SIMPLES:
LENTILLES MINCES ET MIROIRS SPHÉRIQUES

4. Lentilles minces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Miroirs sphériques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

OPTIQUE PHYSIQUE

 

I. MODÈLE SCALAIRE DE LA LUMIÈRE

1. La vibration lumineuse; intensité lumineuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

II. INTERFÉRENCES

2. Addition de deux vibrations lumineuses en un point ;
    interférences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. L’interféromètre de Michelson . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Facteur de visibilité; notion de cohérence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Interférence à N ondes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

III. DIFFRACTION

6. Phénomène de diffraction ; principe d’Huygens - Fresnel . . . . . . . . . .

7. Diffraction à l’infini . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8. Quelques cas de diffraction à l’infini . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9. Notions sur le pouvoir séparateur des instruments d’optique . . . . . . . .

 

IV. MODÈLE VECTORIEL DE LA LUMIÈRE

10. Polarisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

ÉLECTROCINÉTIQUE. CONDUCTION DU COURANT

 

1. La conduction du courant; le vecteur densité de courant . . . . . . . . . . . .

2. Le cas de la conduction ohmique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

I. LOIS GÉNÉRALES SUR LES CIRCUITS; RÉSEAUX

3. Notions de base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Les lois fondamentales des réseaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

II. RÉSEAUX LINÉAIRES

5. Dipôles linéaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Réseaux linéaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Régimes propres de quelques circuits linéaires ;
    régime forcé ; réponse à un échelon de tension . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8. Le régime sinusoïdal permanent d’un réseau linéaire . . . . . . . . . . . . . .

9. Fonction de transfert d’un quadripôle linéaire ;
    le problème de la stabilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

III. ÉLÉMENTS NON LINÉAIRES

10. Quelques circuits non linéaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

NOTIONS D’ÉLECTRONIQUE

1. Quadripôle linéaire placé dans un réseau ; impédance
    d’entrée et schéma de Thévenin équivalent en sortie . . . . . . . . . . . . . .

2. Schématisation d’un opérateur électronique par une " boîte noire "

3. Notions sur l’amplificateur opérationnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Quelques montages à amplificateur opérationnel . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Oscillateurs électroniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

APPENDICES

1. Constantes fondamentales et unités hors système . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Quelques développements limités usuels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Solutions de quelques équations différentielles
    très courantes en mécanique et en électrocinétique . . . . . . . . . . . . . . .

4. Séries de Fourier ; analyse de Fourier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Transformation de Fourier d’un signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Les différents systèmes de coordonnées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Champs et opérateurs différentiels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

 

 

1

7

9

14

19

31

 
33

38

46

48

54

 
56

 

 

 

 

61

 

 

65

68

70

72

 

 

74

77

79

84

86

90

 

 

93

96

 

 

99

101

 
106

110

112

115

116

 
117

 

 

 

 

119

120

 

 

122

 

 

124

126

 

 

128

 
129

131

 

 

133

134

 

 

 

 

137

 

 

141

144

147

150

151

 

 

153

158

 
160

162

 
163

 

 

166

168

170

 

 

 
172

175

176

 
179

 

 
 

184

185

 

 

189

 

 

193

194

196

 

 

 

 

201

204

205

210

 

 
 

212

213

 

 

 

 

217

220

 
221

 

 
 

226

228

 

 

 

 

231

 

 

 
234

238

240

243

 

 

245

247

249

251

 

 

253

 

 

 

255

256

 

 

258

263

 

 

267

268

 
270

274

 
280

 

 

286

 

 

 
289

292

295

297

303

 

 

309

311

 
315

317

321

323

327

 

333