Un tournant en physique se produit lorsqu'un scientifique fait une découverte ou un développement révolutionnaire qui affecte la physique de telle sorte que de nombreuses choses acceptées avant la découverte sont alors considérées comme incorrectes ou incertaines. Il est essentiel d'apprendre à connaître les tournants pour voir comment la physique a changé et pour apprécier la science d'un point de vue historique.
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Au cours des années 1880 et 90, les scientifiques ont recherché dans les rayons cathodiquesle porteur de charge dans la matière. Leurs efforts ont abouti à la découverte de l'électronpar J. J. Thomson en 1897. Thomson a dirigé les rayons cathodiques à travers deux plaques métalliques parallèles vers l'extrémité en verre d'un tube. Les rayons descendaient lorsque la plaque d'aluminium supérieure était négative et montaient lorsqu'elle était positive. La déviation reflétait la différence de potentiel entre les plaques. Les rayons cathodiques étaient clairement des particules chargées négativement d'après les déviations magnétiques et électriques. Thomson a découvert la granularité de l'électricité, qui explique comment les particules individuelles portent une charge.
L'idée d'une particule d'atome homogène a été réfutée.
L'existence de particules subatomiques a été prouvée.
L'hypothèse delathéorie atomique de Dalton selon laquelle les atomes étaient indivisibles a été réfutée.
Dualité onde-particule
La dualité onde-particule est née des travaux de nombreux scientifiques tels que Max Planck, Albert Einstein, Louis de Broglie, Erwin Schrödinger, Niels Bohr et Arthur Compton. En physique quantique, la dualité onde-particule stipule que chaque particule ou phénomène quantique peut être représenté comme une particule ou une onde. Cette théorie a donné lieu à des découvertes majeures, telles que:
Une équation différentielle qui décrit comment une fonction d'onde peut expliquer tous les aspects du comportement de la lumière et de la matière.
La reconnaissance du fait que la lumière et la matière ont des caractéristiques à la fois ondulatoires et particulaires.
Relativité restreinte
En 1905, Albert Einstein a élaboré la théorie de la relativité restreinte. Cependant, l'idée de la relativité n'a pas commencé avec lui, car Galilée et Newton avaient exploré la relativité depuis des siècles. Le concept de relativité exprime la prise de conscience que les lois de la physique dépendent de l'observateur.
Par exemple, si tu t'envoles dans l'espace à une vitesse proche de celle de la lumière, le temps s'écoule plus lentement sur ton vaisseau spatial que sur la terre. Ainsi, lorsque tu reviendras sur terre, tu constateras que tes amis ont vieilli plus que toi.
Il est possible de diviser la relativité moderne en deux théories, la relativité restreinte et la relativité générale. La théorie de la relativité restreinte est importante parce que :
Elle affirme que les lois de la physique sont les mêmes et peuvent être énoncées sous leur forme la plus simple dans tous les cadres de référence inertiels.
Elle affirme que la vitesse de la lumière(c ) est constante et indépendante du mouvement relatif de la source.
Un résultat de cette théorie est la célèbre équation : E = mc².
Einstein est bien connu parce que ses théories de la relativité ont fait des prédictions révolutionnaires qui se sont concrétisées dans le monde réel. Plus important encore, ses hypothèses se sont révélées très précises dans un grand nombre d'expériences, transformant à jamais notre compréhension de l'espace et du temps.
Albert Einstein
Comment les tournants de la physique ont-ils influencé la science ?
Les tournants de la physique ont permis d'acquérir des connaissances fondamentales qui ont conduit à d'autres découvertes et ont influencé la technologie de nombreuses façons. En voici quelques exemples :
La découverte de l'électron, qui a ouvert une nouvelle ère dans la science physique, ouvrant ainsi la voie aux idées modernes de la structure atomique et de la chimie.
Ladualité onde-particule, quia mis en évidence l'incapacité des termes classiques tels que "particule" et "onde" à expliquer le comportement des objets à l'échelle quantique.
La théorie de larelativité restreinte , qui a eu une influence considérable sur la physique, en particulier sur le calcul et la compréhension des événements à grande vitesse. En conséquence, nous avons aujourd'hui une bien meilleure compréhension de l'espace et du temps qu'au début du siècle.
Les tournants de la physique - Principaux enseignements
Un tournant dans la physique se produit lorsqu'un scientifique fait une découverte ou un développement révolutionnaire qui affecte toute la compréhension ultérieure.
La découverte de l'électron, la dualité onde-particule et la relativité restreinte sont les trois principaux tournants de la physique.
La découverte de l'électron a réfuté l'idée d'un atome homogène et indivisible en découvrant des particules subatomiques.
La dualité onde-particule a permis de développer le modèle de l'atome en reconnaissant qu'un électron possède des propriétés semblables à celles d'une particule et d'une onde.
La relativité restreinte a eu un impact important sur le calcul et la compréhension des phénomènes à grande vitesse ainsi que sur notre compréhension de l'espace et du temps.
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Lily Hulatt est une spécialiste du contenu numérique avec plus de trois ans d’expérience en stratégie de contenu et en conception de programmes. Elle a obtenu son doctorat en littérature anglaise à l’Université de Durham en 2022, a enseigné au Département d’études anglaises de l’Université de Durham, et a contribué à plusieurs publications. Lily se spécialise en littérature anglaise, langue anglaise, histoire et philosophie.
Gabriel Freitas est un ingénieur en intelligence artificielle possédant une solide expérience en développement logiciel, en algorithmes d’apprentissage automatique et en IA générative, notamment dans les applications des grands modèles de langage (LLM). Diplômé en génie électrique de l’Université de São Paulo, il poursuit actuellement une maîtrise en génie informatique à l’Université de Campinas, avec une spécialisation en apprentissage automatique. Gabriel a un solide bagage en ingénierie logicielle et a travaillé sur des projets impliquant la vision par ordinateur, l’IA embarquée et les applications LLM.
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