Cours 1:Relativité 1. Relativité

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1 Cours 1:Relativité 1 Relativité 1 Relativité de Galilée et ondes méchaniques 1.1 Notions de l espace et du temps absolu, 1.2 Relativité de Galiléo, 1.3 Transformation de Galilée, 1.4 Onde plane, 1.5 L effet Doppler 2 La lumière 2.1 Réfraction de la lumière, 2.2 Transport d énergie par une onde, 2.3 Ondes électromagnétiques, 2.4 L interféromètre de Michelson, 2.5 L expérience de Michelson et Morley 3 La Relativité Restreinte 3.1 Postulats de la relativité restreinte, 3.2 Invariance des longueurs perpendiculaires au mouvement relatif, 3.3 La transformation de Lorentz, 3.4 Addition des vitesses, 3.5

2 Cours 1:Relativité 2 Dilatation des durées, 3.6 Contraction des longueurs, 3.7 Transformation des vitesses 4 L espace-temps 4.1 Intervalle d espace-temps 4.2 Les quadri-vecteurs 4.3 Le quadri-vecteur vitesse 4.4 Le quadri-vecteur énergie-impulsion 4.5 Le quadri-vecteur d onde 4.6 L effet Doppler 4.7 Particle de masse nulle 4.8 Le photon 5 La Gravitation 5.1 L interaction gravitationnelle 5.2 Principe d équivalence 5.3 Décalage vers le rouge gravitationnel 5.4 Dilatation du temps 5.5 Notion de trou noir

3 Cours 1:Relativité 3 Relativité d Einstein Albert Einstein ( ) a changé le monde en 1905 avec une seule publication dans laquelle il a décrit sa théorie de la relativité, ça fait partie de la physique moderne, beaucoup différente que la physique classique. Aujourd hui la dernière s appelle la théorie de la relativité restreinte qui s applique quand il n y a pas de gravitation importante. La relativité restreinte est une théorie simple mais subtile. Il y a des résultats très étonnants : e.g. une horloge en mouvement par rapport à nous apparaît de se ralentir, une règle en mouvement par rapport à nous apparaît de se contracter,... Nous allons étudier ces phénomènes, et plus, dans le chapitre 3.

4 Cours 1:Relativité 4 On peux décrire la relativité restreinte comme une théorie de la géometrie de l espace et du temps ; en effet, il s appelle l espace-temps, et nous l étudierons dans le chapitre 4. En 1915 Einstein publia sa théorie de relativité générale, qui comprend la gravitation et généralise la théorie de la relativité restreinte. Dans la relativité générale l espace et le temps sont décrit comme courbes, donnant la possibilité des phénomènes bizzares comme les trous noires et l expansion de l univers. Les mathématiques sont beacoups plus compliqués et nous ne la toucherons que légèrement dans chapitre 5. Pour comprendre en détail vous devez attendre le L3 et suivre le cours Cosmologie et Astrophysique.

5 Cours 1:Relativité 5 Renseignements pratiques Robert Scott, robert.scott@univ-brest.fr, Bureau : G017, Tél : , Site web : Vous pouvez me demander des questions pendant le cours, ou, si vous préfèrez, m envoyer un mail après pour demander la question ou d avoir un rendez-vous.

6 Cours 1:Relativité 6 Relativité de Galilée Pour comprendre la relativité il faut avoir un contexte. C est ce de la mécanique classique, l espace et le temps absolu de Newton, et la relativité de Galilée. Nous nous concentrerons sur les cinématiques (l étude des motions sans parler de la cause, des forces) par étudiant les ondes mécaniques (Chapitre 1), les ondes électromagnétiques (Chapitre 2). (Dans votre cours de Mécanique Classique, vous étudierez les cinématiques et les forces qui causent les motions.) Nous utiliserons les vecteurs pour décrire les phénomènes, les vecteurs trois dimensionelles dans l espace et, à partir de chapitre 4, les quadri-vecteurs dans l espace-temps.

7 Cours 1:Relativité 7 L espace et le temps Pour toutes vos études de la physique, je vous conseil d acheter (Taillet et al., 2009) : Dictionnaire de physique Pour approfondir votre connaisant de la matière de ce cours, lire (Maudlin, 2012) : Philosophy of physics : space and time

8 Cours 1:Relativité 8 Références Maudlin, T. (2012), Philosophy of physics : space and time, 183 pp., Princeton University Press, Princeton, NJ. Taillet, R., V. Villain, and P. Febvre (2009), dictionnaire de physique, de boeck, Bruxelles.