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2005 Einstein et la physique du XXe siècle naissant

Christophe LETELLIERValérie MESSAGER
04/11/2008
ou le contexte historique des quatre articles de 1905
Cette exposition retrace l’enchaînement historique des découvertes scientifiques sur lesquelles Albert Einstein a fondé ses quatre articles publiés au cours de l’année 1905.

- Les thèmes

  • Le quantum de lumière
    L’histoire du quantum de lumière prend naissance avec les travaux sur les propriétés du rayonnement thermique du corps noir menés par Gustav Kirchhoff en 1860. De nombreux scientifiques (Wilhelm Wien, John Rayleigh, …) se penchèrent sur la question mais il fallut attendre Max Planck et son hypothèse du quantum d’énergie E=hv, cette « discontinuité de la nature », apparemment inacceptable, pour que soit énoncée la formule exacte de la loi du corps noir. Dans son article du 17 mars 1905, Einstein reprit l’hypothèse du quantum d’énergie et introduisit la notion de grain d’énergie, permettant une interprétation de l’effet photoélectrique. L’exposition retrace les difficultés rencontrées dans l’acceptation de l’existence des « quanta de lumière » et les diverses démonstrations théoriques et expérimentales développées pour valider la théorie des quanta …
  • Le mouvement Brownien
    En 1827, le botaniste Robert Brown observe que la matière est composée de petites particules animées d’un mouvement rapide et régulier qui leur est propre et ne provient pas du fluide environnant. Entre 1860 et 1888 certains scientifiques (Joseph Delsaulx, Ignace Carbonnelle, Georges Gouy) s’intéressèrent de nouveau au mouvement « Brownien ». La théorie mathématique de ce phénomène sera énoncée en 1900 dans la thèse de Louis Bachelier. La contribution d’Einstein à l’interprétation du mouvement Brownien repose sur l’existence d’une force agissant sur les particules en suspension: elle fût fortement controversée. Une interprétation correcte avait été énoncée par Marian von Smoluchowski en 1904, mais publiée en 1906 tandis que la validation expérimentale fut réalisée par Jean Perrin en 1909.
  • La relativité restreinte
    La théorie de la relativité restreinte trouve son origine dans les expériences menées pour mettre en évidence l’éther, ce fluide dans lequel est supposée se mouvoir la Terre et qui servirait de support à la propagation des ondes électromagnétiques. L’exposition retrace l’évolution des idées et des connaissances, passant ainsi des expériences de François Arago pour mesurer la vitesse de la lumière à la théorie d’Augustin Fresnel sur l’entraînement partiel de l’éther, avant d’aboutir à la théorie électromagnétique de la lumière de James Clerk Maxwell à l’origine de l’expérience d’interférométrie de Michelson et Morlay. Par la suite, plusieurs théories furent élaborées pour expliquer le résultat de l’expérience de Michelson et Morlay, et il est montré à quel point les idées des différents scientifiques de l’époque pouvaient être proches les unes des autres …
  • L’équivalence masse-énergie
    Ce problème avait déjà fait l’objet d’une étude préliminaire par Henri Poincaré en 1900 ; il avait été également abordé par Gustave Lebon et Freidrich Hasenhörl. La démonstration proposée par Einstein fut corrigée par Max Planck en 1908.

- Einstein et l’engagement politique
L’exposition retrace brièvement l’impact politique d’Einstein, notamment son engagement en faveur du pacifisme et du sionisme. On y découvre comment, à la demande de ses amis Léo Szilard et Eugène Wigner, et renonçant à ses convictions, Einstein devint l’instigateur du développement de la bombe atomique …

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- Plaquette de présentation de l’exposition

Portfolio (cliquez pour agrandir)

Documents

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2741 - 15/10/17

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