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La physique étudie, modélise et formalise les phénomènes naturels de l'Univers. Née des expériences de Galilée, elle repose aujourd'hui sur trois grands ensembles de théories : la physique classique, la physique quantique et la relativité générale. Ce quiz parcourt l'histoire du mot et de la discipline, les grandes découvertes, de Neptune à la radioactivité, et le monde des particules : quarks, protons et interaction forte. Les questions vont du plus accessible au plus pointu.
Les 30 questions avec réponses et explications. Jouer au quiz
Q 01Les expériences répétées de quel savant marquent la naissance de la physique ?
Galilée
Ce savant n'acceptait que des résultats mesurables et reproductibles par l'expérience, une méthode qui permet de confirmer ou d'infirmer une hypothèse.
Q 02Que signifie le terme grec « physikế », à l'origine du mot « physique » ?
Connaissance de la nature
En latin, la « physica » gréco-romaine désigne le savoir harmonieux et cyclique sur la nature, que les Grecs nommaient « phusis ».
Q 03Quel terme désigne, au sens étymologique, ce qui va au-delà de la physique ?
Métaphysique
Le mot recouvre ce qui, chez Aristote, échappe à la triple catégorisation de la philosophie et ne peut être catalogué dans la physique.
Q 04Quelle discipline forme avec la physique l'ensemble appelé « sciences physiques » ?
Chimie
L'expression prend ce sens en France au début du XIXe siècle ; auparavant, elle était un simple synonyme de « sciences naturelles ».
Q 05Quelle planète Johann Gottfried Galle observe-t-il en septembre 1846 à l'endroit prédit ?
Neptune
La trajectoire constatée d'Uranus différait de celle que donnait la théorie de Newton : deux savants en déduisirent par le calcul l'existence d'un astre inconnu.
Q 06La théorie de quel physicien a unifié le magnétisme et l'électricité ?
Maxwell
Plus tard, l'interaction électrofaible a unifié à son tour l'électrodynamique quantique avec l'interaction faible.
Q 07Quelle invention repose sur la compréhension des ondes lumineuses par la mécanique quantique ?
Laser
Le XXe siècle voit se multiplier les technologies directement issues de concepts théoriques développés par la physique de leur époque.
Q 08Dans quelle unité mesure-t-on la charge électrique, notée q dans les équations ?
Coulomb
L'énergie, notée E, se mesure en joules et le temps, noté t, en secondes ; une théorie relie ensuite ces variables par des équations.
Q 09Quelle théorie physique est nécessaire au fonctionnement des systèmes GPS ?
Relativité générale
Cette théorie décrit le monde macroscopique des planètes, des trous noirs et de la gravité ; elle n'a jamais été prise en défaut.
Q 10Avec quel physicien Marie et Pierre Curie partagent-ils le prix Nobel de physique en 1903 ?
Henri Becquerel
Le prix récompense leurs recherches sur les radiations : la radioactivité, un rayonnement corpusculaire naturel.
Q 11Quel outil mathématique Leibniz et Newton inventent-ils indépendamment l'un de l'autre ?
Calcul infinitésimal
Newton cherchait ainsi à comprendre la dynamique et la gravitation universelle : la physique a souvent été la source de développements profonds en mathématiques.
Q 12Comment nomme-t-on les particules médiatrices de l'interaction forte ?
Gluons
Ces particules portent à la fois une couleur et une anti-couleur et, comme les photons, ont une charge électrique nulle.
Q 13Les anomalies de l'orbite de quelle planète échappent-elles à la physique classique de Newton ?
Mercure
La physique classique n'explique pas non plus le rayonnement du corps noir, un problème resté célèbre sous le nom de catastrophe ultraviolette.
Q 21Pour comprendre quel phénomène Joseph Fourier invente-t-il le développement en série ?
Diffusion de la chaleur
Ce développement en série est devenu depuis une branche à part entière de l'analyse mathématique.
Q 22Quelle propriété empêche d'isoler un quark et de l'observer directement ?
Confinement
Tout ce que l'on sait des quarks provient donc indirectement de l'observation des particules composites qu'ils forment.
Q 23De quelle année date la première édition du Dictionnaire de l'Académie française ?
1694
Cette édition définit la physique comme la science qui a pour objet la connaissance des choses naturelles, et la dit nécessaire à un médecin.
Q 14De quel fleuve les fontainiers de Florence ne parvenaient-ils pas à hisser l'eau très haut ?
Arno
Une seule pompe aspirante, même puissante, ne pouvait élever l'eau au-delà de trente-deux pieds, soit une dizaine de mètres.
Q 15Quelle équivalence, mise en équation, ouvre la voie aux bombes A et H et au nucléaire civil ?
Masse et énergie
De la même façon, l'électronique, qui s'appuie sur l'électromagnétisme et la physique des semi-conducteurs, a profondément modifié le visage des sociétés modernes.
Q 16Comment appelle-t-on les particules composites formées par l'association de quarks ?
Hadrons
Les protons et les neutrons en font partie : ce sont même les seuls qui soient aussi des constituants de la matière.
Q 17Près de quel objet des sels d'uranium, stockés par hasard, ont-ils révélé la radioactivité ?
Plaque photographique
Cette découverte fortuite est un cas de sérendipité : ici, c'est l'expérience qui fait naître la théorie, par pur hasard.
Q 18Quel savant découvre le vide en étudiant par l'expérience les limites des pompes aspirantes ?
Torricelli
Il détermine aussi les capacités maximales d'élévation d'une batterie de pompes : la science sait expliquer des phénomènes singuliers et mettre au point des techniques.
Q 19Quelle particule Wolfgang Pauli imagine-t-il pour expliquer le spectre de la désintégration β ?
Neutrino
Cette hypothèse rendait aussi compte de l'apparente non-conservation du moment cinétique : une mesure qui ne s'intègre pas à la théorie peut conduire à postuler un nouvel objet.
Q 20Quelle physicienne canadienne est la troisième femme lauréate du prix Nobel de physique ?
Donna Strickland
Avant elle, seules Marie Curie en 1903 et Maria Goeppert-Mayer en 1963 avaient reçu cette distinction.
Q 24Quelle théorie décrit l'interaction forte entre les quarks ?
Chromodynamique quantique
Sa structure est voisine de celle de la théorie de l'interaction électromagnétique, mais plus compliquée ; la charge de couleur y joue le rôle de la charge électrique.
Q 25Chez Aristote, la philosophie théorétique réunit physique, mathématiques et quelle discipline ?
Théologie
Le philosophe divise l'ensemble de la philosophie en trois branches : théorétique, pratique et poétique.
Q 26Quelle doctrine remplace l'aristotélisme à l'université de Paris dès les années 1690 ?
Cartésianisme
Ce changement doit beaucoup à l'ouverture du collège des Quatre-Nations et aux cours d'Edme Pourchot.
Q 27De quelle année date le théorème de Noether, qui relie symétries et constantes du mouvement ?
1915
Les théoriciens cherchent presque systématiquement à simplifier, unifier et symétriser les théories : la physique possède une dimension esthétique.
Q 28Dès quelle année le mot « physique » est-il attesté en ancien français écrit « fusique » ?
1130
Le mot a alors un double sens : il désigne à la fois la médecine et la connaissance des choses de la nature.
Q 29Dans quelle ville Loys Garbin publie-t-il en 1487 son vocabulaire latin-français ?
Genève
L'ouvrage cite « physique » comme un adjectif désignant ce qui se rapporte à la nature ; cet emploi reste rare avant le XVIIe siècle.
Q 30À Paris, dans quel collège Ignace-Gaston Pardies tient-il une chaire de philosophie naturelle ?
Clermont
Des chaires du même nom sont établies dans certaines universités du Royaume-Uni, notamment à Oxford et à Édimbourg.