Ondes et physique moderne
Note de cours

 

 

Chapitre 1 - Ondes mecaniques

 

1.1a - Les oscillations

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

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

 

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

 

1.1b - La derivee et le MHS

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

 

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

 

1.1c - L'equation differentielle et le mouvement harmonique simple
 

 

Note de cours Liens video 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 differente.

 

Note de cours Liens video 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
Schema des forces dans un mouvement d'un pendule.

 

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

 

1.4 - L'energie et le mouvement harmonique simple

https://physique.cmaisonneuve.qc.ca/btardif/apps/BenEnergie-RessortHorizontal.html
evolution de l'energie cinetique et potentielle dans le MHS.

 

Note de cours Liens video 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 trigonometriques inverses et le MHS

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

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

 

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

 

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

https://physique.cmaisonneuve.qc.ca/svezina/logiciel/Chess.zip
Simulation de l'oscillation de trois ressorts de constante de rappel identique, mais e compression initiale differente.

 

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

 

1.7a - Les oscillations amorties

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

 

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

 

1.7b - Les oscillations amorties-entretenues
 

 

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

 

1.8 - Les ondes mecaniques progressives

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

 

Note de cours Liens video 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 sinusoedales progressives

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

 

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

 

1.9b - Les ondes sinusoedales progressives : notions complementaires
 

 

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

 

1.9c - L'equation d'onde
 

 

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

 

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

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

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

 

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

 

1.12a - Les ondes stationnaires

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

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

Ondes stationnaires
1- Reflexion dure-molle (mode 1 e 4)
2- Reflexion molle-molle (mode 1 e 4)
3- Reflexion dure-dure (mode 1 e 4)

 

Note de cours Liens video 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 representation mathematique d'une onde stationnaire
 

 

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

 

1.13 - L'effet Doppler

Effet Doppler
1- Deploiement de l'onde source immobile.
2- Deploiement de l'onde avec emetteur en mouvement.

 

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

 

1.15 - L'intensite sonore
 

 

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

 

1.X1 - Les series de Fourier
 

 

Note de cours Liens video et autres
NYC XXI - Chapitre 1.X1
(Cette section est distribuee, mais elle est completement en developpement.)
 

 

 

Chapitre 2 - Optique geometrique

 

2.1a - L'optique geometrique
 

 

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

 

2.2 - La reflexion et les miroirs plans

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

 

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

 

2.3 - Les miroirs spheriques
 

 

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

 

2.4 - La refraction

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

 

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

 

2.5a - Les dioptres spheriques
 

 

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

 

2.5b - Les dioptres spheriques multiples
 

 

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

 

2.7 - Les lentilles minces
 

 

Note de cours Liens video et autres
NYC XXI - Chapitre 2.7
(Cette section contient des references e la section 2.6 et 2.8 du livre de reference.)
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/
Schema d'un oeil.

 

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

Resume : (par Marc Seguin)

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

 

 

Chapitre 3 - Optique physique

 

3.1a - La nature ondulatoire de la lumiere : preuve experimentale

Diffraction d'une onde sur ouverture rectiligne   

https://gfycat.com/discover/snells-law-gifs
Preuve ondulatoire de la refraction de la lumiere.

 

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

 

3.1b - La nature ondulatoire de la lumiere : preuve theorique
 

 

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

 

3.1c - La nature ondulatoire de la lumiere : interference en deux dimensions

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

 

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

 

3.2 - L'experience de Young

Interference d'une onde sur 2 ouvertures rectilignes.

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

 

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

L'experience 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 reseaux

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

 

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

Demo Reseau - Longueur d'onde (par Andreane St-Hilaire)
(0:36) https://youtu.be/mBwFZG-r2zM

Demo Reseau - Nb de lignes (par Andreane St-Hilaire)
(0:33) https://youtu.be/t6bTX7QRg9c

 

3.5a - La diffraction

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

 

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

 

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

 

Note de cours Liens video et autres
NYC XXI - Chapitre 3.5b Resume : (par Marc Seguin)
(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'intensite de la figure de diffraction

https://plus.maths.org/content/physics-minute-double-slit-experiment-0 
Interference de Young avec fente rectiligne large (interference combinee)

 

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

 

3.8 - L'interference 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
Intensite accentuee de certaines couleurs par processus d'interference sur pellicule mince d'huile.

 

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

 

3.10 - La polarisation    

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

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

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

 

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

 

3.X1 - L'encodage AM et FM
 

 

Note de cours Liens video et autres
NYC XXI - Chapitre 3.X1
(Cette section est distribuee, mais elle est completement en developpement.)
 

 

 

Chapitre 4 - Relativite

 

4.1a - La relativite de Galilee
 

 

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

 

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

 

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

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

 

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

https://www.facebook.com/profile.php?id=61563839859240&sk=reels_tab
Illustration d'un delais de vision de 80 annee-lumiere.

 

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

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

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


Explication : Situation 3 (par Marc Seguin)
(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 reponses 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 video et autres
NYC XXI - Chapitre 4.6  

 

4.7 - L'effet Doppler lumineux
 

 

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

 

4.9a - La quantite de mouvement relativiste
 

 

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

 

4.9b - La mecanique relativiste
 

 

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

 

4.X1 - La transformation relativiste de l'energie et de la quantite de mouvement
 

 

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

 

4.X2 - L'espace de Minkowski
 

 

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

 

 

Chapitre 5 - Physique quantique

 

5.1 - L'effet photoelectrique

Le vecteur de Pointing designe l'orientation du flux energetique.

https://line.17qq.com/articles/qgmspgknky_p3.html
Montage de l'effet photoelectrique par charge statique.

https://line.17qq.com/articles/qgmspgknky_p4.html
Montage de l'effet Photoelectrique avec chargement par une pile.

 

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

 

5.2 - La nature corpusculaire de la lumiere

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

 

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


electrodynamique 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 etoile en fonction de sa temperature.

 

Note de cours Liens video 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 probabilite et le principe d'incertitude

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

 

Note de cours Liens video et autres
NYC XXI - Chapitre 5.4 La Plus Belle Experience 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 mecanique quantique en 7 idees
(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 video et autres
NYC XXI - Chapitre 5.5a  

 

5.5b - Le spectre de l'hydrogene et le modele de Bohr

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

 

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

 

5.6 - L'energie nucleaire

Absorption des particules alpha (2 protons et 2 neutrons) avec feuille de papier.
Absorption des particules beta (electron) avec plaque de plomb.
Absorption des particules gamma (photon haute energie) avec un mur de beton dense.

Schema comparatif entre une fission (reacteur nucleaire) et la fusion (reaction dans le Solei)

 

Note de cours Liens video et autres
En construction ... Comprendre et VOIR la Radioactivite !
(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 (College de Maisonneuve)

 

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

 

 

Chapitre 6 - Physique du rechauffement planetaire

 

6.1 - L'intensite du rayonnement solaire
 

 

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

 

6.2 - Le desequilibre energetique de la Terre et l'ampleur de l'effet de serre
 

 

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

 

6.3 - Les flux d'energie dans l'environnement
 

 

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

 

6.4 - Le foreage radiatif et le climat du futur
 

 

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

 

 

Chapitre 7 - Le ray tracer
(Cette section n'est pas incluse dans le livre de reference)

 

7.1 - Le ray tracer en infographie

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

 

Note de cours Liens video et autres
NYC XXI - Chapitre 7.1  

 

7.2a - L'intersection dans le ray tracer
 

 

Note de cours Liens video et autres
NYC XXI - Chapitre 7.2a  

 

7.2b - L'intersection de triangle dans le ray tracer
 

 

Note de cours Liens video et autres
NYC XXI - Chapitre 7.2b  

 

7.2c - L'intersection de geometrie complexe dans le ray tracer

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

equations traditionnelles representant des coniques.

 

Note de cours Liens video et autres
NYC XXI - Chapitre 7.2c  

 

7.3 - Les couleurs dans le ray tracer

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

 

Note de cours Liens video et autres
NYC XXI - Chapitre 7.3  

 

7.4a - L'illumination direct dans le ray tracer

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

 

Note de cours Liens video et autres
NYC XXI - Chapitre 7.4a  

 

7.4b - 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 video et autres
NYC XXI - Chapitre 7.4b  

 

7.5 - Les matrices de transformation dans le ray tracer
 

 

Note de cours Liens video et autres
NYC XXI - Chapitre 7.5  

 

7.6 - Les transformations dans le ray tracer
 

 

Note de cours Liens video et autres
NYC XXI - Chapitre 7.6  

 

7.7 - Les textures dans le ray tracer

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

 

Note de cours Liens video et autres
NYC XXI - Chapitre 7.7  

 

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

 

Note de cours Liens video et autres
NYC XXI - Chapitre 7.X1  

 

7.X2 - Le partitionnement de l'espace des geometries dans le ray tracer
 

 

Note de cours Liens video et autres
NYC XXI - Chapitre 7.X2  

 

 

Note de cours : Version imprimable

 

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

                     Version hiver 2021, Simon Vezina, College de Maisonneuve

 

Lien :             Chapitre 1 e 5

                     NYC_IMPRIMABLE_1.pdf  (version 1 page par feuille)

                     NYC_IMPRIMABLE_4.pdf  (version 4 pages par feuille)

 

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