physique


photographie

Cette jeune fille venue visiter un musée des sciences observe une boule à plasma. Cet objet génère des éclairs lorsque des ondes électromagnétiques circulent entre le centre et les bords de la sphère.

© Lawrence Migdale/Photo Researchers, Inc.

La physique est l’une des principales branches de la science. Les physiciens sont ceux qui y travaillent. Ils étudient la matière (ce qui compose tous les objets), les forces (poussées ou tractions) qui agissent sur elle, et les différentes formes d’énergie. Ils s’intéressent aussi bien aux minuscules éléments constitutifs de la matière qu’aux gigantesques groupes d’étoiles.

Branches

La physique est divisée en plusieurs branches. La mécanique traite de l’effet des forces sur les objets et de leurs mouvements. L’acoustique s’intéresse au son. L’optique étudie la lumière. La thermodynamique traite de la chaleur, une forme d’énergie. L’électronique et le magnétisme s’intéressent à une propriété de base de la matière, la charge électrique. La physique atomique étudie la structure des atomes [...]



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aérodynamique

L'aérodynamique est la science qui étudie l'action de l'air en mouvement, et en particulier les forces qui résultent du déplacement plus ou moins rapide des corps dans l'atmosphère. Par extension, on dit qu'un objet est « aérodynamique » si sa forme est telle que l'air ne s'oppose que faiblement à son déplacement. L'aérodynamique est essentielle à la conception des formes optimales des avions ;  Lire l’article

antimatière

L'antimatière est une sorte de matière qui peut être fabriquée (en quantités infinitésimales) par des processus rares et violents, et qui s'annihile rapidement lorsqu'elle entre en contact avec la matière ordinaire. Les seuls exemples d'antimatière observés expérimentalement sont des particules élémentaires, comme l'antiproton, l'antineutron ou le positon (ou antiélectron), ou des assemblages  Lire l’article

atome

Les atomes, de minuscules particules, sont les constituants de base de la matière. Ils peuvent être combinés entre eux pour former des molécules, mais ils ne peuvent pas être scindés par des moyens ordinaires. Le mot atome vient du mot grec atomos, « indivisible ». Les Grecs de l'Antiquité furent les premiers à penser que l'atome était l'unité de base de la matière  Lire l’article

attraction universelle

L'attraction universelle est le phénomène selon lequel 2 corps s'attirent, chacun exerçant sur l'autre une force F proportionnelle au produit de leurs masses, mais inversement proportionnelle au carré de leur distance. On écrit cette loi par la formule : F = GmM/d2, où m et M sont les masses (en kilogramme) des 2 corps,  Lire l’article

capillarité

La capillarité est la propriété qu'ont les liquides - et en particulier l'eau - de remonter dans des tubes étroits. Ce phénomène s'explique par l'existence d'une force particulière (appelée tension superficielle), qui apparaît à l'interface de 2 fluides, comme l'eau et l'air, et qui s'oppose à la gravité. Lorsqu'un récipient contient un liquide avec une très grande surface libre, et qu'on plonge  Lire l’article

chaleur

La chaleur est une forme d'énergie. Elle va des objets chauds vers les objets froids, attirée par la différence de température. L'objet froid l'absorbe et se réchauffe. Les objets sont composés de particules, les molécules, qui sont toujours en mouvement. Lorsqu'un objet est chaud, ses molécules bougent plus vite. C'est pourquoi sa température augmente  Lire l’article

champ, physique

En physique, le terme champ désigne une quantité qui prend différentes valeurs selon l'endroit et l'instant auxquels on la mesure. Par exemple, en météorologie, on peut décrire le temps qu'il fait sur un pays par le champ des températures, le champ des pressions barométriques, le champ des vitesses du vent. Dans ce dernier cas, on dit que le champ est vectoriel car la vitesse est un vecteur  Lire l’article

chaos, sciences

Dans le langage usuel, le chaos désigne un état de désordre total. Ce désordre peut être lié, par exemple, à la répartition d'objets dans un lieu, comme dans un chaos de rochers. Il peut être aussi lié à une situation politique : un pays peu ou mal gouverné en proie à une agitation chronique. Dans le domaine scientifique, on a d'abord qualifié de chaotique tout phénomène semblant n'obéir à aucune  Lire l’article

charge électrique

La charge électrique est une propriété physique que certains échantillons de matière présentent. Elle peut être positive ou négative. Elle se mesure en coulomb (C), du nom du physicien français Charles Coulomb. Au niveau de l'atome, chaque noyau atomique porte une charge électrique positive, tandis que les électrons qui l'environnent portent chacun une charge négative élémentaire (égale environ à 1,6 × 10-19 C)  Lire l’article

conservation, physique

Les lois de conservation expriment en physique des propriétés fondamentales des interactions entre les corps. Elles sont issues d'observations et d'expériences répétées. Bien les connaître est indispensable.Un exemple célèbre est la conservation de la matière, exprimée par l'affirmation d'Antoine de Lavoisier en 1777 devant l'Académie des sciences : « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme  Lire l’article

constante, physique

En physique, on mesure certaines quantités variables : les positions, les vitesses, les températures, les courants électriques... Pour ce faire, on distingue un certain nombre de constantes, qu'on classe dans un ordre de généralité croissante.– Des grandeurs spécifiques d'objets particuliers, par exemple la masse volumique de l'eau dans des conditions normales ou la température de fusion de la glace  Lire l’article

continuité-discontinuité, sciences

La matière est-elle continue ou discontinue ? Le débat sur ce sujet a semble-t-il commencé avec les philosophes grecs Empédocle, Démocrite, Leucippe, puis Épicure. Leur représentation du monde physique – diffusée par le poète et philosophe latin Lucrèce (1er siècle avant notre ère) dans son long poème De Natura rerum (De  Lire l’article

couleur

Sans lumière, il n'y a pas de couleur. Quand on voit des couleurs, on voit en réalité différentes lumières renvoyées par les objets. Couleur et lumière La lumière voyage sous forme d'ondes. Chaque onde est caractérisée par une longueur d'onde, qui correspond à une couleur. Par exemple, la longueur d'onde de la lumière rouge est grande, tandis que celle de la lumière violette est courte  Lire l’article

cristal

En science, un cristal est une forme particulière de solide. Les scientifiques décrivent la matière, c'est-à-dire tout ce qui peut être vu, en fonction de la manière dont elle est formée. Toute matière est composée de minuscules éléments, des atomes et des molécules. S'il présente une structure régulière, l'objet est un cristal. Le cristal montre des surfaces planes disposées régulièrement et qui se rencontrent à angles aigus  Lire l’article

densité

En physique, la densité d'un objet ayant un certain volume est définie comme le rapport de sa masse à la masse d'un même volume d'eau, pour les solides et les liquides, ou d'air pour les gaz. La densité n'a donc pas d'unité de mesure : c'est le rapport de 2 masses. On dit que c'est une grandeur sans dimension. Il ne faut pas confondre la densité et la masse volumique d'un objet  Lire l’article

électricité

L'électricité est une forme d'énergie. Dans la nature, elle peut prendre la forme d'un éclair. Les scientifiques ont appris à la produire, ce qui permet de la contrôler et de l'envoyer dans des câbles pour alimenter divers appareils (radiateurs, ampoules, ordinateurs). Aujourd'hui, l'électricité fournit la majeure partie de l'énergie nécessaire au monde moderne  Lire l’article

électronique

L'électronique est une branche de la physique, qui étudie comment utiliser de l'électricité pour transmettre ou traiter de l'information. De nombreux appareils (ordinateurs, appareils photo numériques, radios, téléviseurs, téléphones sans fil, jeux vidéo) reposent sur l'électronique. Signaux électriques Les appareils électroniques contiennent des dispositifs qui contrôlent le flux d'électricité, le courant électrique  Lire l’article

énergie

L'énergie est une grandeur qui caractérise un système physique. On peut citer, par exemple, l'énergie de l'eau qui coule dans une rivière ou encore la quantité de chaleur que peut libérer une goutte d'essence en brûlant. L'énergie exprime la capacité du système (ici l'eau de la rivière ou la goutte d'essence) à modifier l'état d'autres systèmes avec lesquels il entre en interaction (l'eau de la  Lire l’article

flottaison

La flottaison est un phénomène physique qui repose sur un principe énoncé par le savant grec Archimède au 3e siècle av. J.-C. Il est le suivant : un objet plongé dans un fluide (de l'eau ou de l'air) reçoit une poussée verticale, dirigée de bas en haut, égale au poids du fluide déplacé par l'objet. La flottaison sur l'eau Lorsqu'un navire flotte sur l'eau, une partie de sa coque est sous l'eau  Lire l’article

force

Une force est une poussée ou une traction exercée sur un objet. Elle survient lorsque 2 objets interagissent, c'est-à-dire lorsque l'un des objets fait quelque chose à l'autre. Lorsque l'interaction cesse, la force s'arrête. Forces de contact et forces à distance Il existe 2 types de forces : les forces de contact et les forces à distance. Les premières surviennent lorsque des objets se touchent  Lire l’article

gravité et gravitation

Tous les objets s'attirent à cause d'une force d'attraction, la gravité. Cette force agit à distance : les objets n'ont pas besoin de se toucher pour être affectés. Par exemple, le Soleil, qui se trouve à des millions de kilomètres de la Terre, attire cette planète. La gravité sur Terre Sur Terre, la même force, la gravité, attire les objets vers le centre de la planète  Lire l’article

incertitude, physique

En science expérimentale, l'incertitude quantifie la précision d'une mesure. En physique, comme dans tout autre domaine scientifique où on veut observer la nature, on doit mesurer des grandeurs, par exemple des longueurs, des durées, des intensités de courant… avec des instruments qui, même s'ils sont de très bonne qualité, n'ont pas une précision parfaite  Lire l’article

interaction, physique

Dans le langage courant, une interaction est une action réciproque entre 2 sujets, par exemple un échange d'énergie ou d'information : 2 boxeurs sont en interaction de façon souvent brutale ; 2 amis qui se téléphonent sont aussi en interaction, mais de manière plus pacifique. Dans le domaine scientifique, on étudie toutes sortes d'interactions entre différents éléments : par exemple, en écologie,  Lire l’article

loi, physique

Une loi physique est une affirmation quantitative, souvent exprimée par une formule, qui permet de relier plusieurs grandeurs mesurables. Par exemple, la loi d'Ohm (U = RI) relie la tension aux bornes U d'un dipôle électrique de résistance R à l'intensité du courant I qui le traverse. La plupart des lois ont une origine empirique, c'est-à-dire qu'elles  Lire l’article

lumière

Les hommes et les animaux peuvent voir grâce à la lumière, une forme d'énergie. Le Soleil est une source très importante d'énergie lumineuse. Sans elle, il n'y aurait ni plantes ni animaux sur Terre. Sources de lumière La lumière ne vient pas que du Soleil. Les objets qui brûlent émettent de la lumière. C'est aussi le cas de quelques animaux, comme les lucioles ou certains poissons  Lire l’article

masse

Dans le langage courant, presque personne ne fait de différence entre la masse et le poids d'un objet. Mais ce sont en réalité deux notions bien différentes. La masse mesure la quantité de matière contenue dans un objet. Le poids est la force qui attire un objet vers le centre de l'astre sur lequel il se trouve. Dans notre vie quotidienne, cet astre est toujours la Terre : c'est pourquoi il est si difficile de distinguer le poids et la masse  Lire l’article

matière

Tout ce qui occupe de l'espace, comme l'air, l'eau, les rochers et même les personnes, est de la matière. Les différentes matières peuvent être décrites par leur masse, ou la quantité de matériau qui les compose. Une boule de bowling, par exemple, a une masse plus importante qu'un ballon de plage. États de la matière La matière existe sous plusieurs formes, ou états  Lire l’article

mesure

La longueur, le volume et le poids sont des exemples de mesures. Nous utilisons des mesures tous les jours à la maison, au travail ou à l'école. Pour être précise, toute mesure doit être comparable à une valeur standard, appelée étalon. L'étalon est une mesure à laquelle tout le monde se réfère après s'être mis d'accord. Par exemple, 1 mètre représente une certaine longueur, 2 mètres équivalent à 2 fois cette longueur et ainsi de suite  Lire l’article

mouvement

Lorsque nous disons qu'un objet est en mouvement, cela signifie habituellement qu'il se déplace. Mais, en science, la notion de mouvement a une signification particulière. Il s'agit d'un changement de position par rapport à un lieu ou à un objet immobile, appelé point de référence. Le mouvement est une notion difficile à saisir, parce que tout objet de l'Univers se déplace  Lire l’article

onde, physique

Les ondes sont présentes dans de multiples domaines de la vie quotidienne. Les premières ondes à avoir été observées et analysées sont les rides à la surface de l'eau, par exemple celles que causent les gouttes de pluie tombant sur la surface d'un lac. La forme et la propagation de ces ondes, mais aussi leur atténuation au bout d'un certain temps, ont été étudiées par des scientifiques  Lire l’article

optique

L'optique est une science qui étudie la lumière. Elle décrit sa création et son mouvement, et analyse surtout ce qui survient lorsque la lumière frappe différentes surfaces : elle peut être réfléchie, réfractée ou absorbée. Il y a réflexion lorsque la lumière frappe une surface et y rebondit. La lumière réfléchie fait apparaître les images dans les miroirs et sur d'autres surfaces lisses et brillantes  Lire l’article

poids

Le poids d'un objet est la mesure de l'intensité de la force de gravitation sur lui. Il ne faut pas confondre la masse et le poids. Le poids P est égal au produit de la masse M par l'intensité g de l'accélération de la gravitation à l'endroit où se trouve l'objet : P = Mg. Il se mesure en newton (N), du nom du physicien anglais Isaac Newton, qui a beaucoup étudié la force de gravitation  Lire l’article

pression, physique

La pression est une grandeur physique qui mesure le rapport de la force à la surface sur laquelle elle s'applique. Une force exercée sur un objet est d'autant plus efficace que la surface de contact est petite. Ainsi, la pression exercée par un marteau sur un clou est le rapport de la force utilisée à la surface de la tête du clou. De même, la pression d'un gaz caractérise la force qu'il exerce sur un objet  Lire l’article

rayonnement

Un rayonnement est un transfert d'énergie d'un point à un autre. La lumière, le son, la chaleur ou les rayons X en sont des exemples. Il existe plusieurs grandes catégories de rayonnement : électromagnétique, mécanique, nucléaire et cosmique. Rayonnement électromagnétique Le rayonnement électromagnétique provient des atomes, éléments constitutifs de toute matière  Lire l’article

relativité, théories de la

Dues à Albert Einstein, les deux théories de la relativité (restreinte et générale) se complètent tout en concernant deux aspects très différents de la physique. Leur formulation est mathématiquement très compliquée ; on ne peut les étudier qu'à l'université. La relativité restreinte La relativité restreinte considère le problème de la vitesse de la lumière et des particules très rapides  Lire l’article

science et méthode scientifique

La science est un vaste champ de recherche. Son but est de comprendre l'Univers, comment il s'est formé et tout ce qu'il contient. Branches de la science Il existe de nombreux sujets de recherche. Mais, la science peut être subdivisée en 3 grandes branches. Sciences physiques Les sciences physiques sont axées sur la matière, de l'Univers entier aux particules infiniment petites qui constituent l'atome  Lire l’article

son

Tout ce que nous pouvons entendre est un son. La musique, l'aboiement d'un chien, la voix d'un ami sont autant de sons. Origine Pour qu'un son nous parvienne, 3 conditions doivent être remplies. Premièrement, un objet produit une vibration (les cordes d'une guitare, par exemple). Cette vibration entraîne une oscillation de l'air ambiant, et crée des ondes sonores  Lire l’article

supraconductivité

On appelle supraconductivité la propriété que possède un matériau quand il conduit parfaitement le courant électrique sans s'échauffer, c'est-à-dire quand sa résistance électrique est nulle. Ce phénomène n'est possible qu'au-dessous d'une température (appelée température critique) généralement très basse. Il a été découvert en 1911 par le physicien néerlandais Heike Kamerlingh Onnes, qui l'a  Lire l’article

sustentation

La sustentation est un phénomène physique qui permet à un objet de voler, c'est-à-dire de se maintenir et de se mouvoir dans les airs. Comment vole un avion ? Dans le domaine aéronautique, la sustentation d'un avion est assurée par sa voilure, c'est-à-dire par ses ailes. Ainsi, lorsqu'un avion pénètre dans l'air, cet air s'écoule sur le dessus et le dessous de ses ailes  Lire l’article

température

La température est une grandeur liée à la notion de chaleur, et accessible à nos sens qui distinguent ce qui est froid et ce qui est chaud. Au niveau microscopique, la température d'un système est une mesure du degré d'agitation des atomes ou des molécules qui le composent. Fournir de la chaleur à un corps, c'est donner de l'énergie à tout ce qui le constitue, et donc souvent augmenter la  Lire l’article

travail, physique

Dans le langage courant, on appelle travail toute activité nécessitant un effort. En physique, on dit qu'une force appliquée à un objet effectue un travail lorsqu'elle le met en mouvement ou qu'elle modifie son mouvement. Ainsi, un homme qui pousse un rocher avec une force F et le fait se déplacer de d mètres dans la direction de la force fournit un travail égal au produit F × d  Lire l’article

unités

Les grandeurs physiques s'expriment par des nombres, mais ceux-ci n'ont une véritable signification qu'une fois les unités de mesure fixées : dire qu'un objet a une masse égale à 10 ne suffit pas ; il faut préciser s'il s'agit de 10 grammes, de 10 tonnes ou de 10 fois la masse d'une autre chose. Les unités sont définies par des conventions internationales et sont rassemblées dans des systèmes d'unités cohérents  Lire l’article


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Boule à plasmaphotographie

Cette jeune fille venue visiter un musée des sciences observe une boule à plasma. Cet objet génère des éclairs lorsque des ondes électromagnétiques circulent entre le centre et les bords de la sphère.

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Pour citer l’article : « physique ». In Universalis Junior [en ligne]. Encyclopædia Universalis, consulté le . Disponible sur http://junior.universalis.fr/encyclopedie/physique/

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