Ondes et physique moderne
Note de cours

 

 

Chapitre 1 - Ondes mécaniques

 

1.1a - Les oscillations

https://gfycat.com/fr/gifs/search/simple+harmonic+motion
Illustraction du mouvement harmonique dans un graphique et un plan cartésien xy.

https://www.math.hkust.edu.hk/~machiang/1013/Notes/tri_func.html
Visualisation de la fonction sinus.

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 1.1a  

 

1.1b - La dérivée et le MHS

https://gfycat.com/fr/gifs/search/simple+harmonic+motion
Représentation des trois graphiques de la cinématique du MHS.

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 1.1b  

 

1.1c - L'équation différentielle et le mouvement harmonique simple
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 1.1c  

 

1.2a - La dynamique et le mouvement harmonique simple : le ressort

https://physique.cmaisonneuve.qc.ca/svezina/logiciel/Chess.zip
Simulation de l'oscillation de trois ressorts de constante de rappel différente.

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 1.2a  

 

1.2b - La dynamique et le mouvement harmonique simple : le pendule

https://gfycat.com/fr/gifs/search/simple+harmonic+motion
Schéma des forces dans un mouvement d'un pendule.

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 1.2b  

 

1.4 - L'énergie et le mouvement harmonique simple

https://physique.cmaisonneuve.qc.ca/btardif/apps/BenEnergie-RessortHorizontal.html
Évolution de l'énergie cinétique et potentielle dans le MHS.

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 1.4 Simulation : (par Benjamin Tardif)
https://physique.cmaisonneuve.qc.ca/btardif/apps/BenEnergie-RessortHorizontal.html

 

1.5 - Les fonctions trigonométriques inverses et le MHS

https://www.math.hkust.edu.hk/~machiang/1013/Notes/tri_func.html
Représentation visuelle de la fonction arcsinus.

https://www.math.hkust.edu.hk/~machiang/1013/Notes/tri_func.html
Représentation visuelle de la fonction arccosinus.

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 1.5  

 

1.6 - L'oscillation verticale d'un système bloc-ressort
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 1.6  

 

1.7a - Les oscillations amorties

https://www.entropy.energy/scholar/node/damped-harmonic-oscillator
Évolution de l'équation du mouvement x(t) en fonction du changement de ses paramètres.

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 1.7a  

 

1.7b - Les oscillations amorties-entretenues
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 1.7b  

 

1.8 - Les ondes mécaniques progressives

https://www.scientificlib.com/en/Physics/Waves/Wave.html
Simulation d'une onde à partir d'un oscillateur ponctuel ayant un mouvement de type MHS.

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 1.8 What Does Sound Look Like ?
(2:31) https://www.youtube.com/watch?v=px3oVGXr4mo&sns=em

Longest Whip ever Cracked 238 feet 3 inches
(0:16) https://www.youtube.com/watch?v=ksKhszIVVgI

 

1.9a - Les ondes sinusoïdales progressives

https://produckthieves.home.blog/2019/05/11/phy-c14-wave-motion/
Formation d'une onde sinusoïdale.

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 1.9a  

 

1.9b - Les ondes sinusoïdales progressives : notions complémentaires
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 1.9b  

 

1.9c - L'équation d'onde
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 1.9c  

 

1.11 - La réflexion, la transmission et la superposition des ondes

https://en.wikipedia.org/wiki/Reflection_coefficient
Réflexion dure (avec inversion) et transmission.

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Reflection_at_fixed_and_free_string_ends.gif
Superposition de deux ondes à un point fixe (dure) et à un point libre (molle).

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 1.11  

 

1.12a - Les ondes stationnaires

Formation onde stationnaire à l'aide de deux ondes progressives.

Ondes stationnaire par réflexion dure-dure
Mode 1, 2 et 3

Ondes stationnaires
1- Réflexion dure-molle (mode 1 à 4)
2- Réflexion molle-molle (mode 1 à 4)
3- Réflexion dure-dure (mode 1 à 4)

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 1.12a (0 min 30 s) https://www.facebook.com/watch/?v=317414990779091
(5 min 05 s)
https://www.facebook.com/ScienceetvieTV/videos/815890828918407/
(2 min 24 s)
https://www.youtube.com/watch?v=odJxJRAxdFU&list=FLftVOBksiTIE8IMENm5hC0Q&index=109

 

1.12b - La représentation mathématique d'une onde stationnaire
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
En construction ...  

 

1.13 - L'effet Doppler

Effet Doppler
1- Déploiement de l'onde source immobile.
2- Déploiement de l'onde avec émetteur en mouvement.

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 1.13 Son de la voiture en mouvement
(0:05)
carhorn.wav

 

1.14 - Les battements
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 1.14  

 

1.15 - L'intensité sonore
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 1.15  

 

1.X1 - Les séries de Fourier
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 1.X1
(Cette section est distribuée, mais elle est complètement en développement.)
 

 

 

Chapitre 2 - Optique géométrique

 

2.1a - L'optique géométrique
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 2.1a OK Go - The Writing's On the Wall - Official Video
(4 min 16 s)
https://www.youtube.com/watch?v=m86ae_e_ptU

 

2.1b - Le principe de Fermat
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 2.1b  

 

2.2 - La réflexion et les miroirs plans

https://www.camerecole.org/classes/83-la-reflexion-de-la-lumiere.html
Loi de la réflexion

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 2.2  

 

2.3 - Les miroirs sphériques
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 2.3  

 

2.4 - La réfraction

https://gfycat.com/discover/snells-law-gifs
La réflexion totale interne (RTI) et la réfraction.

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 2.4  

 

2.5a - Les dioptres sphériques
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 2.5a  

 

2.5b - Les dioptres sphériques multiples
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 2.5b  

 

2.7 - Les lentilles minces
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 2.7
(Cette section contient des références à la section 2.6 et 2.8 du livre de référence.)
Tome C, section 2.8, Situation 1
(9:57) https://www.youtube.com/watch?v=LwoLPuwwGGI

 

2.9 - La correction de la vue

https://www.allaboutvision.com/fr-ca/conditions/taches-flottantes-yeux/
Schéma d'un oeil.

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 2.9

Résumé : (par Marc Séguin)

(14:08) https://www.youtube.com/watch?v=_j8poSmGWNg&feature=youtu.be

 

 

Chapitre 3 - Optique physique

 

3.1a - La nature ondulatoire de la lumière : preuve expérimentale

Diffraction d'une onde sur ouverture rectiligne   

https://gfycat.com/discover/snells-law-gifs
Preuve ondulatoire de la réfraction de la lumière.

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 3.1a La couleur existe seulement dans le cerveau (par Marc Séguin)
(5:41) https://www.youtube.com/watch?v=TC9M-aIXmxo

 

3.1b - La nature ondulatoire de la lumière : preuve théorique
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 3.1b  

 

3.1c - La nature ondulatoire de la lumière : interférence en deux dimensions

https://blogs.bu.edu/ggarber/archive/bua-py-25/waves-and-sound/interference/
Illustration de l'interférence destructive et deux sources ponctuelles.

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 3.1c Résumé : (par Marc Séguin)
(8:59) https://www.youtube.com/watch?v=OUyG0YRl9JY

 

3.2 - L'expérience de Young

Interférence d'une onde sur 2 ouvertures rectilignes.

https://line.17qq.com/articles/qgmspgknky.html
Illustration de la propagation d'une onde plane après le passage de deux fentes.

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 3.2 Résumé : (par Marc Séguin)
(7:26) https://www.youtube.com/watch?v=xcZ54bPVAfg

L'expérience originale en double fente
(8:59) https://www.youtube.com/watch?v=Iuv6hY6zsd0

Application Web :
https://phet.colorado.edu/sims/html/wave-interference/latest/wave-interference_fr.html

 

3.4 - Les réseaux

https://study.com/academy/lesson/multiple-slit-diffraction-interference-pattern-equations.html
Interférence sur plusieurs fentes (réseau)

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 3.4 Résumé : (par Marc Séguin)
(7:54) https://www.youtube.com/watch?v=ADP1_IYo7-0

Démo Réseau - Longueur d'onde (par Andréane St-Hilaire)
(0:36) https://youtu.be/mBwFZG-r2zM

Démo Réseau - Nb de lignes (par Andréane St-Hilaire)
(0:33) https://youtu.be/t6bTX7QRg9c

 

3.5a - La diffraction

https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=43451055
Par Treisinger sur Wikipédia anglais, CC BY 3.0

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 3.5a Résumé : (par Marc Séguin)
(9:08) https://www.youtube.com/watch?v=lrr_AtntVrU

 

3.5b - Le critère de Rayleigh
       
https://physique.cmaisonneuve.qc.ca/btardif/
Par Benjamin Tardif
Observation de deux points de lumière non cohérents (sans interférence ensemble) avec ouverture circulaire.
- L'image de gauche distingue les deux points (satisfaire critère de Rayleigh).
- L'image de droite ne distingue par les deux points (non respect du critère de Rayleigh).

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 3.5b Résumé : (par Marc Séguin)
(6:58) https://www.youtube.com/watch?v=jrDYO0Jla2g

Application HTML : (par Benjamin Tardif )
https://physique.cmaisonneuve.qc.ca/btardif/apps/BenCritereDeRayleigh.html

 

3.6 - L'intensité de la figure de diffraction

https://plus.maths.org/content/physics-minute-double-slit-experiment-0 
Interférence de Young avec fente rectiligne large (interférence combinée)

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 3.6  

 

3.8 - L'interférence dans les pellicules minces

https://fr.freepik.com/photos-premium/tache-irisee-essence-essence-asphalte-grande-flaque-eau-polluee-nappe-essence-arc-ciel_30534268.htm
Intensité accentuée de certaines couleurs par processus d'interférence sur pellicule mince d'huile.

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 3.8  

 

3.10 - La polarisation    

https://www.physics.louisville.edu/cldavis/phys299/notes/lo_polarisation.html
Source de lumière non-polarisée qui se fait polariser au passage d'un polariseur vertical.

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:EM-Wave.gif
Polarisation linéaire d'une onde électromagnétique.

https://www.resonancescience.org/blog/that-twist-that-entangles-all
Polarisation circulaire d'une onde électromagnétique.

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 3.10  

 

3.X1 - L'encodage AM et FM
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 3.X1
(Cette section est distribuée, mais elle est complètement en développement.)
 

 

 

Chapitre 4 - Relativité

 

4.1a - La relativité de Galilée
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 4.1a  

 

4.1b - L'invariance de la vitesse de la lumière
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 4.1b Résumé : (par Marc Séguin)
(13:13)
https://www.youtube.com/watch?v=GPdA1DoABuM

Qu'est ce que le temps ? (par Marc Séguin)
(6:48) https://www.youtube.com/watch?v=w4XcWs6oTnk

 

4.2SP - Les transformations de l'espace-temps en relativité restreinte
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 4.2SP
(Pour une meilleure correspondance avec le livre de référence, cette note de cours correspond aux sections 4.5, 4.4, 4.3 et 4.2 dans cet ordre.)
Résumé de la section 4.2 : (par Marc Séguin)
(15:13)
https://www.youtube.com/watch?v=0vYqvOXMjME

Résumé de la section 4.3 : (par Marc Séguin)
(12:23) https://www.youtube.com/watch?v=iacjEfWpfvk

Résumé de la section 4.4 : (par Marc Séguin)
(18:52) https://www.youtube.com/watch?v=ORMjmZWMvrY


Explication : Situation 3 (par Marc Séguin)
(12:23)
https://www.youtube.com/watch?v=iacjEfWpfvk&t=240s

Visualiser la "dilatation" du temps
(11:04) https://www.youtube.com/watch?v=cjMfVe8wScM

Peut-on voyager dans le temps ? Les réponses d'Albert Einstein et de Stephen Hawking
(9:20) https://www.youtube.com/watch?v=xfP0a_Sli0Y

 

4.6 - La combinaison relativiste des vitesses
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 4.6  

 

4.7 - L'effet Doppler lumineux
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 4.7 Résumé : (par Marc Séguin)
(8:44)
https://www.youtube.com/watch?v=Rgxg40mfvqc

 

4.9a - La quantité de mouvement relativiste
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 4.9a  

 

4.9b - La mécanique relativiste
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 4.9b Résumé : (par Marc Séguin)
(12:59)
https://www.youtube.com/watch?v=FZkKL1FYrE4

 

4.X1 - La transformation relativiste de l'énergie et de la quantité de mouvement
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 4.X1  

 

4.X2 - L'espace de Minkowski
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 4.X2  

 

 

Chapitre 5 - Physique quantique

 

5.1 - L'effet photoélectrique

https://line.17qq.com/articles/qgmspgknky_p3.html

https://line.17qq.com/articles/qgmspgknky_p4.html

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 5.1 Résumé : Chapitre 5.1 (par Marc Séguin)
(14:13)
https://www.youtube.com/watch?v=ack1giEPxXw

 

5.2 - La nature corpusculaire de la lumière

https://line.17qq.com/articles/qgmspgknky_p3.html
La diffusion de Compton

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 5.2 The Higgs Discovery Explained
(6:54) https://www.youtube.com/watch?v=so2nCu2Jkbc&feature=youtu.be


Électrodynamique quantique et Diagrammes de Feynman
(15:40) https://www.youtube.com/watch?v=5QQHwyzwxyE

 

5.3 - Le spectre du corps noir

https://www.facebook.com/SpaceAdvances/reels/
La couleur d'une étoile en fonction de sa température.

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 5.3 What is the Ultraviolet Catastrophe ?
(40:28)
https://www.youtube.com/watch?v=rCfPQLVzus4&t=3s

 

5.4 - L'onde de probabilité et le principe d'incertitude

https://www.norwegiancreations.com/2018/10/introduction-to-quantum-mechanics-particle-or-wave/
Interférence de Young avec des électrons.

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 5.4 La Plus Belle Expérience de la Physique
(15:29)
https://www.youtube.com/watch?v=zPolTp0ddRg

Parallel Worlds Probably Exist. Here's Why
(19:59) https://www.youtube.com/watch?v=kTXTPe3wahc

Visualisation de la physique quantique
(14:33) https://www.youtube.com/watch?feature=share&v=p7bzE1E5PMY&app=desktop

La mécanique quantique en 7 idées
(19:22) https://www.youtube.com/watch?v=Rj3jTw2DxXQ

 

5.5a - Le noyau de Rutherford

https://www.reddit.com/r/Physics/comments/mg4a1j/rutherford_scattering_classical_simulation/
Diffusion de Rutherford classique

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 5.5a  

 

5.5b - Le spectre de l'hydrogène et le modèle de Bohr

http://www.quantumphysicslady.org/glossary/bohr-atom/
Animation by Kurzonddddd (Own work); CC BY-SA 3.0

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 5.5b Spherical Harmonics
(3:42) https://www.youtube.com/watch?v=Ziz7t1HHwBw

 

5.6 - L'énergie nucléaire
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
En construction ... Comprendre et VOIR la Radioactivité !
(14:30)
https://www.youtube.com/watch?v=NtOJ2HhyBmQ

 

5.7 - La datation radioactive

 https://physique.cmaisonneuve.qc.ca/btardif/apps/BenDatationRadioactive.html
Par Benjamin Tardif (Collège de Maisonneuve)

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 5.7 Comment mesurer l'âge des choses grâce au Carbone 14 ?
(25:36) https://www.youtube.com/watch?v=n3z9AEqSwFU

 

 

Chapitre 6 - Le ray tracer
(Cette section n'est pas incluse dans le livre de référence)

 

6.1 - Le ray tracer en infographie

https://gfxspeak.com/featured/the-levels-tracing/

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 6.1  

 

6.2a - L'intersection dans le ray tracer
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 6.2a  

 

6.2b - L'intersection de triangle dans le ray tracer
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 6.2b  

 

6.2c - L'intersection de géométrie complexe dans le ray tracer

https://online-learning-college.com/knowledge-hub/gcses/gcse-maths-help/3d-geometry/

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 6.2c  

 

6.3 - Les couleurs dans le ray tracer

https://en.wikipedia.org/wiki/Color_wheel

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 6.3  

 

6.4a - L'illumination direct dans le ray tracer

https://blog.enscape3d.com/global-illumination-advances-rendering-quality

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 6.4a  

 

6.4b - L'illumination indirect dans le ray tracer

https://www.scratchapixel.com/lessons/3d-basic-rendering/ray-tracing-overview/light-transport-ray-tracing-whitted

https://www.scratchapixel.com/lessons/3d-basic-rendering/ray-tracing-overview/light-transport-ray-tracing-whitted

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 6.4b  

 

6.5 - Les matrices de transformation dans le ray tracer
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 6.5  

 

6.6 - Les transformations dans le ray tracer
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 6.6  

 

6.7 - Les textures dans le ray tracer

https://www.labs.cs.uregina.ca/315/WebGL2/Lab8/

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 6.7  

 

6.X1 - Autres applications des matrices dans le ray tracer
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 6.X1  

 

6.X2 - Le partitionnement de l'espace des géométries dans le ray tracer
 

 

Note de cours Liens vidéo et autres
NYC XXI - Chapitre 6.X2  

 

 

Note de cours : Version imprimable

 

Référence:     Regroupement des notes de cours d'Onde et physique moderne en document imprimable.

                     Version hiver 2021, Simon Vézina, Collège de Maisonneuve

 

Lien :             Chapitre 1 à 5

                     NYC_IMPRIMABLE_1.pdf  (version 1 page par feuille)

                     NYC_IMPRIMABLE_4.pdf  (version 4 pages par feuille)

 

Chapitre 6

NYC_CHAP_6_IMPRIMABLE_1.pdf (chapitre 6 uniquement, version 1 page par feuille)

NYC_CHAP_6_IMPRIMABLE_4.pdf (chapitre 6 uniquement, version 4 pages par feuille)

 

 

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