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| Physique 1 mecanique (2014, Chenelière Education) |
Description :
Mon but, en écrivant cette collection de manuels de physique, a été d’obtenir un texte scientifique à la fois accessible et rigoureux. J’ai donc utilisé un style simple, avec des explications concises et précises, et de nombreux schémas et encadrés pour bien faire ressortir les résultats importants. Les concepts sont expliqués un à la fois, et les exemples sont placés immédiatement après ces explications.
La physique repose sur quelques principes de base qui sont ensuite généralisés à des situations complexes. Pour cette raison, j’emploie une méthode par intégration.
La théorie est bâtie graduellement à partir de notions déjà vues
en utilisant une suite logique. De même, on mentionne au lecteur que des notions déjà abordées sont reprises plus loin dans le manuel. La méthode par intégration permet d’établir les liens entre les concepts, tout en revenant sur les notions déjà vues.
Le texte et les équations mathématiques suivent une formulation rigoureuse. Les explications reposent sur une notation mathématique intuitive et complète.
Les quantités scalaires et les quantités vectorielles sont bien différenciées, autant dans le texte que dans les équations. Les vecteurs sont toujours exprimés à l’aide de vecteurs unitaires adaptés à la situation (vecteurs cartésiens, vecteurs polaires pour le mouvement de rotation, vecteurs textuels comme vers la droite).
La physique est aussi une discipline idéale pour développer une méthode de résolution de problèmes. Je suis conscient qu’il n’existe pas une méthode universelle pour résoudre tous les problèmes. Par contre, je trouve important qu’un étudiant puisse avoir un modèle, pour ensuite développer sa propre stratégie, selon le type de problème.
Bien des étudiants arrivant du secondaire ont l’impression que les problèmes de physique se résolvent « quand on connaît la bonne formule ». Pour contrer cela, je mets d’abord l’accent sur l’analyse qualitative, par l’entremise d’un schéma ou d’un diagramme. La stratégie de résolution ne se termine pas avec la réponse, mais par la
validation, c’est-à-dire par un jugement critique porté sur le résultat.
Le tome 1 de cet ouvrage traite de la mécanique newtonienne, ce qui correspond à la physique macroscopique. Dans ce tome, j’utilise une méthode « du concret vers l’abstrait ». Dans un premier temps, les notions sont abordées en se référant à des situations quotidiennes. Ensuite, l’analyse est entreprise en dégageant les lois et les principes. Il est alors possible de généraliser les concepts afin de considérer des situations plus complexes ou plus abstraites.
Le livre commence par une étude qualitative du mouvement, pour que l’étudiant comprenne bien la notion d’accélération. Les lois de Newton sont analysées une à la fois. Le concept d’énergie est étudié avec précaution en expliquant bien la notion de système, essentielle à la compréhension des principes de conservation. La nature vectorielle des quantités angulaires est aussi expliquée
AVANT PROPOS
Particule ou onde ? La nature de la lumière a intrigué des générations de scientifiques. Les plus grands savants de leur époque ont défendu tour à tour la théorie corpusculaire et la théorie ondulatoire. Selon la théorie corpusculaire, les rayons lumineux sont constitués de particules qui voyagent en ligne droite. Selon la théorie ondulatoire, la lumière peut être considérée comme une onde ayant une longueur, une fréquence et une période.Les deux théories se sont longtemps opposées jusqu’à ce que l’on découvre que la lumière avait une double nature : elle était aussi bien décrite par des
particules que par des ondes (voir la figure 1).
Selon la théorie corpusculaire, on décrit de manière élégante de nombreux phénomènes comme la réflexion et la réfraction, qui seront étudiés tout au long de cet ouvrage. Cependant, on ne peut expliquer d’autres phénomènes comme la diffraction ou les interférences lumineuses qu’en tenant compte de la nature ondulatoire de la lumière.
De même, les différentes couleurs qui composent le spectre visible correspondent à différentes longueurs d’onde.
Dans cette partie, il sera tout d’abord question des caractéristiques des ondes, puis de la nature ondulatoire de la lumière et de son spectre électromagnétique. Enfin, l’ana- lyse de la propagation de la lumière permettra de mettre en évidence la notion de rayon lumineux, notion essentielle à l’étude de l’optique géométrique.
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