Expériences de physique - Optique, mécanique, ondes, fluides - 5e éd. - Capes/Agréga (5° Éd.) Capes/Agrégation/CAPLP Coll. Je prépare

Cet ouvrage s'adresse principalement aux étudiants en Master "spécialité Enseignement des sciences  physiques" et candidats aux  concours de recrutement de l'Eductaion nationale (CAPES,  CAPLP, agrégation), mais sera  également utile aux étudiants des masters "Sciences" et de classes préparatoires, ainsi qu'aux professeurs en exercice.
Il est consacré à l'optique, la mécanique, aux ondes et aux fluides. Un autre ouvrage le complète, consacré à l'électricité, l'électromagnétisme, l'électronique, aux transferts thermiques et à quelques thèmes plus transversaux.

Cet ouvrage propose :

• de nombreux rappels théoriques sur les notions indispensables à maîtriser ;
• les expériences à connaître présentées à travers des modes opératoires détaillés, donnant ainsi la priorité à l’approche expérimentale ;
• des simulations numériques (logiciels de simulation, langage Python, microcontrôleurs, tableurs...)
• des exercices corrigés issus d’annales de concours, permettant au lecteur d’évaluer ses connaissances et de se mettre en situation.

Cette cinquième édition a été remaniée pour  tenir compte des remarques des rapports des  jurys. De nombreuses nouvelles expériences  sont proposées. Elles font appel à la simulation  numérique (logiciels de simulation, langage  Python, microcontrôleurs, tableurs...).

Réfraction de la lumière. Rappels théoriques. Matériel.  Réfraction de la lumière.
Étude de la lentille demi-boule sur le tableau magnétique.  Applications.  Lentilles. Œil et vision.  Rappels theoriques.  Œil et vision.  Focométrie : mesure de distances focales. Mise en évidence des défauts des lentilles.  Modèle de l’œil.  Instruments d’optique.  Le microscope.  Le téléscope.  L’appareil photographique.  Spectroscopie et couleurs.  Rappels théoriques.  Spectres d’émission : Expériences qualitatives.  Expériences quantitatives : mesure d’une longueur d’onde.  Spectres d’absorption.  Lumière blanche et Synthèse additive.  Visualisations de spectres à l'aide d'un spectrophotomètre. Couleurs des objets. Synthèse soustractive.  Propagation libre et guidée de la lumière.  Rappels théoriques. Etude expérimentale.  Optique ondulatoire : inférences et diffraction.  Interférences lumineuses : rappels.  Diffraction.  Étude expérimentale.   Optique ondulatoire : polarisation et dualité onde-corpuscule.  Polarisation de la lumière. Dualité onde corpuscule : Expérience de Hertz.  Mesure de la constante de Planck.  Stockage optique, image numérique, capteur CCD.  Données numériques.  Le principe du stockage optique sur CD.  Images numériques.  Formation d’une image numérique couleur.  Cinématique et dynamique newtonienne.  Généralités.  Relativité du mouvement.  Mouvements dans des champs de forces uniformes. Simulation informatique.  Conservation et non-conservation de l’énergie mécanique. Introduction.  Frottements solides.  Frottement fluide.  Cas de conservation de l’énergie mécanique.  Cas de non-conservation de l’énergie mécanique. Etude statique et dynamique d’un solide mobile autour d’un axe fixe.  Rappels théoriques.  Vérification expérimentale du théorème des moments.  Étude dynamique.  Oscillateurs en mécanique.  Rappels théoriques.  Oscillateurs harmoniques.  Oscillations libres amorties d’une masse suspendue à un ressort.  Oscillateur paramétrique.  Oscillateur forcé : Résonance en mécanique et en acoustique.  Oscillations forcées d’une barre d’aluminium.  Oscillateurs couplés. Ondes mécaniques et électriques. Ondes sur une corde vibrante.  Ondes à la surface de l’eau.  Ondes acoustiques.  Onde électrique dans un câble coaxial. Simulation de propagation d'une onde progressive.  Statique et dynamique des fluides.  Rappels théoriques.  Pression exercée par un fluide en équilibre. La poussée d’Archimède.  Tension supercielle.  Vérication de la loi de Boyle-Mariotte.  Expériences de dynamique des fluides. Présentation des interfaces et logiciels. Carte Microcontrôleur Arduino Uno. Audacity. Regressi. Python. Paint.

Professeur des Universités, ancien directeur adjoint à l'ESPE de Nantes

Professeur agrégé de physique à l'université de Picardie-Jules-Verne

Professeur agrégé de physique à l'ESPE d'Amiens