Relativité restreinte et générale

Description

Comment un simple lycéen a-t-il relevé le défi terrifiant d’expliquer Einstein pour sauver ses vacances ?

(Le pari insensé qui transforme un novice en génie de la relativité.)

Sommaire

Comprenez les fondements de la relativité

D’abord, cet ouvrage explique clairement les bases de la relativité.

Ensuite, l’auteur compare la relativité galiléenne à la mécanique newtonienne.

Puis, la vitesse de la lumière constitue un mystère fondamental pour les physiciens.

De plus, Einstein rejette les conceptions newtoniennes traditionnelles du temps absolu.

Finalement, la lumière possède des propriétés uniques et surprenantes dans l’univers.

Maîtrisez les principes de la relativité restreinte

D’abord, le livre détaille l’invariance de la vitesse de la lumière.

Ensuite, la simultanéité des événements dépend entièrement de l’observateur en mouvement.

Puis, la transformation de Galilée cède la place à celle de Lorentz.

De surcroît, l’addition des vitesses subit une modification mathématique radicale.

Finalement, le temps ralentit lorsque la vitesse augmente significativement par rapport à un repère fixe.

Explorez les effets sur l’espace et la masse

D’abord, les longueurs se contractent dans la direction du mouvement.

Ensuite, la masse apparente augmente avec la vitesse de déplacement de l’objet.

Puis, les muons cosmiques illustrent parfaitement ce phénomène physique dans l’atmosphère.

De plus, leur durée de vie s’allonge grâce aux effets de la relativité.

Finalement, la formule d’Einstein rend la relation entre masse et énergie fondamentale.

Abordez les concepts de la relativité générale

D’abord, la relativité générale étend ces concepts révolutionnaires à la gravitation.

Ensuite, le principe d’équivalence relie intimement la gravité et l’accélération.

Puis, la gravité dévie la lumière de sa trajectoire rectiligne initiale.

De surcroît, le temps ralentit également dans un champ gravitationnel intense.

Ainsi, la gravité représente une courbure géométrique de l’espace-temps.

Découvrez les applications concrètes

D’abord, la relativité générale transforme radicalement notre vision moderne de l’univers.

Ensuite, les ondes gravitationnelles confirment brillamment les prédictions théoriques d’Einstein.

Puis, les trous noirs émergent naturellement des équations de la relativité.

De fait, le système GPS utilise quotidiennement les corrections relativistes pour rester précis.

Finalement, l’index permet de retrouver rapidement chaque notion scientifique importante.

–Caractéristiques–

• Edition: H&K

• Dimensions: 16,3 x 22,0 x 1,5 cm

• Nombre de pages: 173 pages

• Depot légal: 2020

Hideo Nitta, Keita Takatsu

Envoi soigné et Déposé en 48h (jours ouvrables) Edition H&K 16,3 x 22,0 x 1,5 cm 173 pages depot légal:2020 Bon Etat : Bord inférieur de la couverture légèrement accrochée

Résumé

Fondements historiques de la relativité

D’abord, l’ouvrage présente la relativité dans son contexte historique. Ensuite, l’auteur compare la relativité galiléenne à la mécanique newtonienne. Puis, la vitesse de la lumière reste un mystère pour les scientifiques. De plus, Einstein rejette finalement les conceptions newtoniennes traditionnelles. Finalement, la lumière possède des propriétés surprenantes et fondamentales.

Principes fondamentaux de la relativité restreinte

D’abord, la vitesse de la lumière demeure invariante dans tous les référentiels. Ensuite, la simultanéité des événements dépend de l’observateur concerné. Puis, la transformation de Galilée cède la place à celle de Lorentz. De surcroît, l’addition des vitesses subit une modification radicale. Finalement, ces principes bouleversent notre compréhension du monde.

La dilatation du temps expliquée simplement

D’abord, le temps ralentit lorsque la vitesse augmente significativement. Ensuite, ce phénomène porte le nom d’effet Urashima au Japon. Puis, la raison de ce ralentissement temporel fascine les physiciens. De plus, le ralentissement du temps présente une symétrie surprenante. Alors, une équation simple décrit ce phénomène étrange. Finalement, le théorème de Pythagore aide à visualiser le concept.

Transformations de l’espace et de la masse

D’abord, les longueurs se contractent dans la direction du mouvement. Ensuite, la masse augmente avec la vitesse de déplacement. Puis, les muons cosmiques illustrent parfaitement ce phénomène. De plus, leur durée de vie s’allonge grâce à la relativité. Alors, la relation entre masse et énergie devient fondamentale. Finalement, la lumière ne possède aucune masse au repos.

Introduction à la relativité générale

D’abord, la relativité générale étend ces concepts à la gravitation. Ensuite, le principe d’équivalence relie gravité et accélération. Puis, la gravité dévie la lumière de sa trajectoire rectiligne. De surcroît, le temps ralentit également dans un champ gravitationnel. Finalement, la gravité représente une courbure de l’espace-temps.

Applications cosmologiques et pratiques

D’abord, la relativité générale transforme notre vision de l’univers. Ensuite, les ondes gravitationnelles confirment les prédictions d’Einstein. Puis, les trous noirs émergent des équations de la relativité. De fait, le GPS utilise quotidiennement les corrections relativistes. Finalement, sans ces corrections, la localisation deviendrait rapidement imprécise.

Phénomènes confirmant la relativité générale

D’abord, de nombreux phénomènes valident expérimentalement la relativité générale. Ensuite, l’expédition de Eddington confirma la déviation de la lumière par le Soleil. Puis, l’avance du périhélie de Mercure intriguait fortement les astronomes. De plus, les lentilles gravitationnelles déforment les images des galaxies lointaines. Finalement, l’expansion de l’univers accélère sous l’effet de l’énergie noire.

Synthèse et perspectives futures

D’abord, l’épilogue rassemble les concepts clés de l’ouvrage. Ensuite, la relativité reste une théorie fondamentale de la physique moderne. Puis, l’index permet de retrouver rapidement chaque notion. Finalement, la compréhension de l’univers progresse constamment grâce à elle.

Table des matières

Prologue…7

Chapitre 1 Qu’est-ce que la relativité?…15

Qu’est-ce que la relativité?…20

Relativité galiléenne et mécanique newtonienne…23

Le mystère de la vitesse de la lumière…29

Einstein rejette la mécanique newtonienne…40

Pour aller plus loin…46

Qu’est-ce que la lumière ?…46

La vitesse de la lumière est invariante…49

Simultané ? Ça dépend à qui on demande !…50

Principe galiléen de relativité et transformation de Galilée…53

Transformation de Lorentz…54

Attendez une seconde ! Qu’arrive-t-il à l’addition des vitesses ?…54

Chapitre 2 Comment ça, le temps ralentit ?…57

La dilatation du temps (effet Urashima)…60

Pourquoi est-ce que le temps ralentit ?…62

Le ralentissement du temps est symétrique…70

Le ralentissement du temps en équation…79

Pour aller plus loin…84

Dilatation du temps et théorème de Pythagore…84

Deux exemples d’application…86

Chapitre 3 Plus on va vite, plus on est petit et lourd…89

Les longueurs se contractent quand on va vite…92

Plus on va vite, plus on est lourd…98

Pour aller plus loin…112

La contraction des longueurs…112

Allongement de la durée de vie des muons…113

La masse augmente avec la vitesse…114

Relation entre masse et énergie…115

La lumière n’a pas de masse…116

Chapitre 4 À la découverte de la relativité générale…117

Le principe d’équivalence…122

La gravité dévie la lumière…135

La gravité ralentit le temps…145

La relativité et l’univers…151

Pour aller plus loin…160

La gravité ralentit le temps…160

La véritable nature de la gravité en relativité générale…162

Phénomènes découverts grâce à la relativité générale…162

Le GPS et la relativité…165

Épilogue…167

Index…179

Quatrième de couverture

Informations sur le niveau et le titre du livre

Niveau : Terminale, licence 1 LE GUIDE MANGA DE LA RELATIVITÉ RESTREINTE ET GÉNÉRALE

Le défi de Minagi

Minagi a l’étoffe d’un héros : quand l’inquiétant proviseur de son lycée a menacé de faire étudier les élèves pendant tout l’été, il s’est fait leur champion dans un pari à haut risque. Mais comment fera-t-il pour rédiger un exposé sur la relativité ? Il n’y connaît rien !

La professeure Uraga et sa pédagogie

Mlle Uraga, professeur de physique à la personnalité complexe, se porte volontaire pour enseigner à Minagi les idées clefs de la relativité. Sa pédagogie repose sur des expériences de pensée pétries d’humour et de références historiques.

Le programme d’apprentissage visuel

Par une méthode visuelle appuyée sur de très nombreux exemples, Minagi va apprendre :

• pourquoi la mécanique newtonienne ne suffit pas

• pourquoi la vitesse dilate le temps, contracte les longueurs et augmente la masse

• comment expliquer le paradoxe des jumeaux

• ce que signifie l’équation E = mc²

• pourquoi la gravité courbe l’espace-temps et dévie la lumière

• ce qu’est réellement la gravité

• d’où vient l’univers

Conclusion et informations pratiques

Avec cet ouvrage mêlant cours et BD, découvrez ou révisez la théorie de la relativité en passant un bon moment !

rayon : physique ISBN 9782351413678 IMPRIM’VERT HK Ohmsha Imprimé en France sur du papier certifié FSC.