physique generale 2 champs et ondes table des matieres
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PHYSIQUE GENERALE 2 CHAMPS ET ONDES GILBERT WEILL TABLE DES MATIERES Préface de la deuxième édition Préface des traducteurs xix Note à l'usage de l'étudiant DEUXIEME PARTIE Chapitre 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 Chapitre 2 xv xi LE CHAMP MAGNETIQUE Interaction électrique Introduction La charge électrique La loi de Coulomb Champ électrique La quantification de la charge électrique Potentiel électrique Potentiel électrique d'une charge ponctuelle Relations énergétiques dans un champ électrique Courant électrique Dipôle électrique Multipôles électriques d'ordre supérieur 6 7 8 11 18 20 23 26 28 29 37 Le champ électrostatique 2.1 2.2 2.3 2.4 Introduction Flux d'un champ de vecteurs Le théorème de Gauss pour le champ électrique Forme différentielle du théorème de Gauss 52 52 54 60 2.5 Polarisation de la matière 65 2.6 2.7 2.8 2.9 Le déplacement électrique Calcul de la susceptibilité électrique Capacité électrique; condensateurs L'énergie du champ électrique 68 71 78 81 2.9 Chapitre 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 Chapitre 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 Chapitre 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 Chapitre 6 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 Chapitre 7 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 Chapitre 8 L'énergie du champ électrique 81 Circuits électriques Introduction Conductivité électrique; loi d'Ohm Origine de la résistance électrique L'effet Joule Conducteurs, isolants et semi-conducteurs Force électromotrice Conducteurs non ohmiques 94 94 97 99 101 106 111 L'interaction magnétique Introduction Force magnétique s'exerçant sur une charge en mouvement Mouvement d'une charge dans un champ magnétique Exemples de mouvements de particules chargées dans un champ magnétique Champ magnétique d'une charge en mouvement (approximation non-relativiste) L'électromagnétisme et le principe de relativité Le champ électromagnétique d'une charge en mouvement (approximation relativiste) Interaction électromagnétique entre deux charges en mouvement 120 121 125 132 139 141 144 147 Champs magnétiques et courants électriques Introduction Force magnétique agissant sur un courant électrique Couple magnétique agissant sur un courant électrique ferme Champ magnétique produit par une boucle de courant Champ magnétique d'un courant rectiligne Forces s'exerçant entre les courants Remarque sur les unités du système international Champ magnétique d'un courant circulaire 164 164 166 169 171 174 175 177 Le champ magnétique statique Introduction Théorème d'Ampère pour le champ magnétique Forme différentielle du théorème d'Ampère Flux magnétique Aimantation de la matière Le champ magnétisant Calcul de la susceptibilité magnétique Résumé des lois relatives aux champs statiques 190 190 195 197 198 200 202 207 Structure électrique de la matière Introduction Interactions électriques dans les atomes et les molécules Structure des atomes Niveaux d'énergie électriques; la théorie de Bohr Moment dipolaire magnétique crée par le mouvement orbital d'une particule chargée Energie et couple auquel est soumise une particule chargée se déplaçant dans un champ Magnétique; quantification de l'éspace 214 214 217 225 230 232 Le champ électromagnétique de pendant du temps 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 Introduction La loi de Faraday-Henry Le bêtatron Induction électromagnétique due au mouvement relatif d'un conducteur et d'un champ magnétique L'induction électromagnétique et le principe de relativité Potentiel électrique et induction électromagnétique 242 242 246 249 251 252 8.7 8.8 Forme différentielle de la loi de Faraday-Henry Le principe de conservation de la charge 253 255 8.9 8.10 8.11 La loi d'Ampère -Maxwell Forme différentielle de la loi d'Ampère -Maxwell Les équations de Maxwell 257 260 262 Chapitre 9 9.1 9.2 9.3 Circuits électriques en régime non stationnaire Introduction Auto-induction L'énergie du champ magnétique 274 274 279 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 L'énergie du champ magnétique Oscillations électriques libres dans un circuit Oscillations électriques forcées dans un circuit Circuits couples Remarques finales TROISIEME PARTIE Chapitre 10 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 10.7 10.8 10.9 10.10 10.11 10.12 10.13 Chapitre 11 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 Chapitre 12 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 12.7 12.8 12.9 Chapitre 13 13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 13.6 13.7 13.8 Chapitre 14 279 282 284 289 292 ONDES Mouvements ondulatoires: ondes élastiques Introduction Description mathématique de la propagation Analyse de Fourier d'un mouvement ondulatoire Equation différentielle du mouvement ondulatoire Ondes élastiques dans un barreau solide Ondes de pression dans une colonne gazeuse Ondes transversales sur une corde Ondes à la surface d'un liquide Ce qui se propage dans un mouvement ondulatoire Vitesse de groupe L'effet Doppler Ondes à deux et trois dimensions Ondes sphériques dans un fluide 302 303 307 311 313 318 323 327 331 335 338 341 346 Les ondes électromagnétiques Introduction Ondes électromagnétiques planes Energie et quantité de mouvement d'une onde électromagnétique Rayonnement d'un dipôle électrique oscillant Rayonnement d'un dipôle magnétique oscillant Rayonnement de multipôles oscillants d'ordre supérieur Rayonnement d'une charge accélérée 358 358 363 367 373 376 377 Interaction du rayonnement électromagnétique avec la matière Introduction L'absorption du rayonnement électromagnétique Diffusion des ondes électromagnétiques par les électrons liés Diffusion du rayonnement électromagnétique par un électron libre; l'effet Compton Les photons Compléments sur les photons; l'effet photoélectrique Propagation des ondes électromagnétiques dans un milieu matériel; la dispersion L'effet Doppler pour les ondes électromagnétiques Le spectre du rayonnement électromagnétique 390 390 392 394 399 404 406 410 416 Réflexion et réfraction Introduction Le principe d'Huygens Le théorème de Malus Réflexion et réfraction des ondes planes Réflexion et réfraction des ondes sphériques Compléments sur les lois de la réflexion et de la réfraction Réflexion et réfraction sur des surfaces métalliques Propagation dans un milieu non homogène; principe de Fermat 428 428 431 432 438 440 445 447 Réflexion et réfraction des ondes électromagnétiques. Polarisation 14.1 Introduction 454 14.2 14.3 14.4 14.5 14.6 Réflexion et réfraction des ondes électromagnétiques Propagation des ondes électromagnétiques dans un milieu anisotrope Dichroïsme La double réfraction L'activité optique 454 459 466 467 473 Chapitre 15 15.1 15.2 15.3 15.4 15.5 L'optique géométrique Introduction Réflexion sur une surface sphérique Réfraction sur un dioptre sphérique Les lentilles Le microscope 484 484 495 501 507 15.5 15.6 15.7 15.8 15.9 Chapitre 16 16.1 16.2 16.3 16.4 16.5 16.6 16.7 16.8 16.9 Chapitre 17 17.1 17.2 17.3 17.4 17.5 17.6 17.7 17.8 Chapitre 18 18.1 18.2 18.3 18.4 18.5 18.6 18.7 18.8 18.9 18.10 18.11 18.12 18.13 18.14 Le microscope Le télescope Le prisme La dispersion Les aberrations chromatiques 507 509 511 512 515 Les interférences Introduction Interférence des ondes produites par deux sources synchrones Interférence de plusieurs sources synchrones Ondes stationnaires à une dimension Les ondes stationnaires et l'équation d'onde Ondes électromagnétiques stationnaires Ondes stationnaires à deux dimensions Ondes stationnaires à trois dimensions; les cavités résonnantes Les guides d'onde 528 528 535 541 544 550 553 559 561 Diffraction Introduction Diffraction de Fraunhofer par une fente rectangulaire Diffraction de Fraunhofer par une ouverture circulaire Diffraction de Fraunhofer par deux fentes parallèles identiques Réseaux de diffraction Diffraction de Fresnel La diffusion Diffusion des rayons X par les cristaux 578 579 585 587 590 595 601 601 La mécanique quantique Introduction Particules et champs Diffusion des particules par les cristaux Particules et paquets d'onde Le principe d'incertitude d'Heisenberg pour la position et la quantité de mouvement Illustrations du principe d'Heisenberg La relation d'incertitude pour le temps et l'énergie Etats stationnaires et champ associé à la matière Fonction d'onde et densité de probabilité L'équation de Schrödinger Fonction d'onde d'une particule libre Fonction d'onde d'une particule dans une boîte Fonction d'onde de l'oscillateur harmonique à un degré de liberté L'atome d'hydrogène 614 615 616 619 621 622 624 625 628 631 632 633 635 637 Appendice: Formules et tables mathématiques 643 Réponses aux exercices 655 Index 671 TOP
