Physique théoriquevignette|Discussion entre physiciens théoriciens à l'École de physique des Houches. La physique théorique est la branche de la physique qui étudie l’aspect théorique des lois physiques et en développe le formalisme mathématique. C'est dans ce domaine que l'on crée les théories, les équations et les constantes en rapport avec la physique. Elle constitue un champ d'études intermédiaire entre la physique expérimentale et les mathématiques, et a souvent contribué au développement de l’une comme de l’autre.
Christian HuygensChristiaan Huygens (), Christianus Hugenius en latin et Christian Huygens en français, né le à La Haye (dans les Provinces-Unies) et mort le dans la même ville, est un mathématicien, astronome et physicien néerlandais. Il est considéré comme un alter ego de Galilée, notamment pour sa découverte de Titan qu'il décrit dans Le Système de Saturne (1659) où il fait une première description exhaustive du Système solaire à six planètes et à six lunes, avec une précision alors inégalée.
Universvignette|redresse=1.8|Représentation à l'échelle logarithmique de l'Univers observable. Au centre figure le Système solaire et, à mesure qu'on s'en éloigne, les étoiles proches, le bras de Persée, la Voie lactée, les galaxies proches, le réseau des structures à grande échelle, le fond diffus cosmologique et, à la périphérie, le plasma invisible du Big Bang. L'Univers, au sens cosmologique, est l'ensemble de tout ce qui existe, décrit à partir d'observations scientifiques et régi par des lois physiques.
CosmologieLa cosmologie est une branche de la physique qui regroupe les études scientifiques portant sur les propriétés de l'univers dans son ensemble, sa structure. La cosmologie permet d'étudier l'origine et l'évolution de l'univers. Les théories et les hypothèses permettent d'établir des modèles, qui sont testés avec des observations. La théorie dominante sur l'origine et l'évolution de notre Univers est la théorie du Big Bang. La Terre est une planète de taille relativement modeste (environ km de rayon), en orbite autour d'une étoile de la Séquence principale, le Soleil.
Méthode scientifiqueLa méthode scientifique désigne l'ensemble des canons guidant ou devant guider le processus de production des connaissances scientifiques, qu'il s'agisse d'observations, d'expériences, de raisonnements, ou de calculs théoriques. Très souvent, le terme de « méthode » engage l'idée implicite de son unicité, tant auprès du grand public que de certains chercheurs, qui de surcroît la confondent parfois avec la seule méthode hypothético-déductive.
Révolution scientifiquevignette|Fresque représentant Galilée et le Doge de Venise, Giuseppe Bertini, 1858 La révolution scientifique est généralement considérée comme une discontinuité de la pensée scientifique à une époque donnée, cette rupture amenant un champ disciplinaire — ou plusieurs — à se réorganiser autour de principes et axiomes nouveaux. La notion de « révolution scientifique », portée notamment par Alexandre Koyré (1892, Taganrog - 1964, Paris), Herbert Butterfield (1900, Yorkshire - 1979, Sawston) et Thomas Kuhn (1922, Cincinnati - 1996 Cambridge, Massachusetts), a fait l'objet d'un certain nombre de critiques, car elle implique une rupture totale avec les savoirs anciens.
Philosophie naturelleLa philosophie naturelle, connue en latin sous le terme philosophia naturalis, est une expression qui s'appliquait à l'étude de la nature et de l'univers physique qui régnait avant le développement de la science moderne (Galilée), les philosophes posant des questions pertinentes qui, de leur temps, restèrent sans réponse, faute de moyens techniques appropriés. Traditionnellement alliée à la théologie naturelle, elle désignait autrefois l'ensemble des sciences naturelles (astronomie, physique, chimie et biologie).
Galilée (savant)Galilée (Galileo Galilei), né à Pise le et mort à Arcetri près de Florence le , est un mathématicien, géomètre, physicien et astronome italien du . Parmi ses réalisations techniques, il a perfectionné et exploité la lunette astronomique, perfectionnement de la découverte hollandaise d'une lunette d'approche, pour procéder à des observations rapides et précoces qui ont bouleversé les fondements de l'astronomie. Cet homme de sciences s'est ainsi posé en défenseur de l'approche modélisatrice copernicienne de l'Univers, proposant d'adopter l'héliocentrisme et les mouvements satellitaires.
ÉlectrotechniqueL’électrotechnique se rapporte . Elle concerne par exemple la production, le transport, la distribution, le traitement, la transformation, la gestion et l’utilisation de l’énergie électrique. Parfois appelée « génie électrique », elle remonte à l'invention, en 1600, par William Gilbert, d'un électromètre permettant de déterminer la présence des charges électriques, et à l'invention, en 1672, par Otto von Guericke, d'un générateur électrostatique permettant de séparer des charges électriques à l'aide d'une machine.
Physique mathématiqueLa physique mathématique est un domaine de recherche commun à la physique et aux mathématiques s'intéressant au développement des méthodes mathématiques spécifiques aux problèmes physiques ou plus généralement à l'application des mathématiques à la physique, et, à l'opposé, aux développements mathématiques que suscitent certains domaines de recherche en physique. Elle inclut notamment l'étude des systèmes dynamiques, des algèbres aux symétries particulières, des méthodes de décomposition en séries et des méthodes de résolution d'équations différentielles.
Semi-conducteurUn semi-conducteur est un matériau qui a les caractéristiques électriques d'un isolant, mais pour lequel la probabilité qu'un électron puisse contribuer à un courant électrique, quoique faible, est suffisamment importante. En d'autres termes, la conductivité électrique d'un semi-conducteur est intermédiaire entre celle des métaux et celle des isolants. Le comportement électrique des semi-conducteurs est généralement modélisé, en physique de l'état solide, à l'aide de la théorie des bandes d'énergie.
AstrophysiqueL’astrophysique (du grec astêr : étoile, astre et physis : science de la nature, physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique et l'étude des propriétés des objets de l'Univers (étoiles, planètes, galaxies, milieu interstellaire...), comme leur luminosité, leur densité, leur température et leur composition chimique. Au , les astronomes ont une formation en astrophysique et leurs observations sont généralement étudiées dans un contexte astrophysique, de sorte qu'il y a moins de distinction entre ces deux disciplines qu'auparavant.
Théorie de la relativitévignette|Formule de la théorie de la relativité d'Albert Einstein. L'expression théorie de la relativité renvoie le plus souvent à deux théories complémentaires élaborées par Albert Einstein et Mileva Marić : la relativité restreinte (1905) et la relativité générale (1915). Ce terme peut aussi renvoyer à une idée plus ancienne, la relativité galiléenne, qui s'applique à la mécanique newtonienne. En 1905, le physicien allemand Max Planck utilise l'expression « théorie relative » (Relativtheorie), qui met l'accent sur l'usage du principe de relativité.
Lois du mouvement de NewtonLes sont un ensemble de principes à la base de la grande théorie de Newton sur le mouvement des corps, appelée mécanique newtonienne ou mécanique classique. À ces lois générales du mouvement, Newton a ajouté la loi de la gravitation universelle permettant d'expliquer aussi bien la chute des corps que le mouvement de la Lune autour de la Terre. Elles sont énoncées pour la première fois dans son ouvrage Philosophiae naturalis principia mathematica en .
Mécanique quantiqueLa mécanique quantique est la branche de la physique théorique qui a succédé à la théorie des quanta et à la mécanique ondulatoire pour étudier et décrire les phénomènes fondamentaux à l'œuvre dans les systèmes physiques, plus particulièrement à l'échelle atomique et subatomique. Elle fut développée dans les années 1920 par une dizaine de physiciens européens, pour résoudre des problèmes que la physique classique échouait à expliquer, comme le rayonnement du corps noir, l'effet photo-électrique, ou l'existence des raies spectrales.
AlhazenAlhazen ou Alhacen, de son vrai nom Ibn al-Haytham ou de son nom complet Abu Ali al-Hasan ibn al-Hasan ibn al-Haytham (en arabe : أبو علي الحسن بن الحسن بن الهيثم ) (Bassora, c.965 – Le Caire, c.1040) est un mathématicien, philosophe, physiologiste et physicien du monde médiéval arabo-musulman. Considéré comme un pionnier de la méthode scientifique et le fondateur de l'optique moderne, il s'illustre par ses travaux novateurs dans toutes les branches de l'optique, principalement en optique géométrique et physiologique.
Monopôle magnétiqueUn monopôle magnétique est une particule hypothétique qui porterait une masse (ou charge) magnétique ponctuelle, au contraire des aimants habituels qui possèdent deux pôles magnétiques opposés. L'existence de monopôles magnétiques est exclue par l'électromagnétisme classique et par la théorie de la relativité, mais en 1931 Paul Dirac en a démontré l'existence théorique dans le cadre de la physique quantique. En septembre 2009, des chercheurs ont observé des quasiparticules artificielles présentant les propriétés du monopôle magnétique.
PhénomèneUn phénomène est la manière dont une chose, un fait du monde physique (objet, action...), psychique (émotion, pensée...) ou social (produit d'interactions sociales) se manifeste à la sensibilité d'un être vivant. Certains phénomènes de la physique, tels le magnétisme, la lumière ultra-violette, les rayons X, etc. n'affectent pas de la même manière la sensibilité des différents êtres vivants. Le mot phénomène vient du latin , emprunté au grec , « phénomène naturel », dérivé du verbe , « faire paraître, faire voir, rendre visible ».
Physique expérimentalevignette|La physique expérimentale peut parfois recourir à des instruments de très grandes dimensions : ici, construction du détecteur CMS (Compact Muon Solenoid) du Grand collisionneur de hadrons (LHC) au CERN, en 2003. Les techniciens présents en bas de l'image donnent une idée des dimensions réelles de cet ensemble (15 m de diamètre, 21 m de long, pour un poids de 14 000 tonnes) installé 100 mètres sous la surface du sol.
Conservation de l'énergieLa conservation de l'énergie est un principe physique, selon lequel l'énergie totale d'un système isolé est invariante au cours du temps. Ce principe, largement vérifié expérimentalement, est de première importance en physique, et impose que pour tout phénomène physique l'énergie totale initiale du système isolé soit égale à l'énergie totale finale, donc que de l'énergie passe d'une forme à une autre durant le déroulement du phénomène, sans création ni disparition d'énergie.
