| Libellé du cours : | Physique moderne |
|---|---|
| Département d'enseignement : | CMA / Chimie et Matière |
| Responsable d'enseignement : | Monsieur YANNICK DUSCH |
| Langue d'enseignement : | Français |
| Ects potentiels : | 2 |
| Grille des résultats : | Grade de A+ à R |
| Code et libellé (hp) : | G1_S5_SC_CMA_PMO - Physique moderne |
Equipe pédagogique
Enseignants : Monsieur YANNICK DUSCH / Madame LINDA PEROUX / Madame Oumaima HAIDAR / Monsieur GEOFFREY LEZIER / Monsieur MARC GOUEYGOU / Monsieur MOHAMED BOUTGHATIN / Monsieur NICOLAS TIERCELIN / Monsieur Niels CHAPUIS / Monsieur OLIVIER BOU MATAR-LACAZE
Intervenants extérieurs (entreprise, recherche, enseignement secondaire) : divers enseignants vacataires
Résumé
Le début du XXe siècle est marqué par une succession de découvertes scientifiques qui ont complètement modifié notre vision de l’Univers : la relativité restreinte et la physique quantique. La relativité restreinte, en postulant que le temps pouvait être relatif, mettait un point final aux débats sur l'existence de l'éther, et permettait de constater que la mécanique de Newton n'avait qu'un domaine limité de validité. La mécanique quantique est la branche de la physique qui a pour objet d'étudier et de décrire les phénomènes fondamentaux à l'œuvre dans les systèmes physiques à l'échelle atomique et subatomique. Le cours donne une introduction à ces théories et à la physique statistique. La physique statistique a pour but d'expliquer le comportement et l'évolution de systèmes physiques comportant un grand nombre de particules, à partir des caractéristiques de leurs constituants microscopiques. Cette description macroscopique a été obtenue pour partie avant le développement de la physique moderne, essentiellement dans la seconde moitié du XIXe siècle. Ces théories sont fondamentales pour la compréhension de nombreux phénomènes physiques, mais aussi pour la conception de dispositifs et systèmes innovants utilisant ces phénomènes. Cet enseignement propose dans ce cadre de fournir les fondations théoriques de ces différents thèmes ainsi que les concepts et outils physiques et mathématiques nécessaires à leur bonne compréhension Partie 1: Mécanique Analytique: Formalisme Lagrangien, Formalisme Hamiltonien Partie 2: Électromagnetisme: Équations de Maxwell dans le vide, Équation de Maxwell dans les milieux, Lagrangien d'une particule chargée Partie 3: Physique statistique: Introduction et formalisme, Ensemble micro-canonique, Ensemble canonique, Lien avec la thermodynamique, Ensemble grand-canonique
Objectifs pédagogiques
À l’issue du cours, l’élève sera capable de : * Avoir des connaissances élémentaires sur la structure et les résultats fondamentaux de la physique théorique moderne Contribution du cours au référentiel de compétences ; à l’issue du cours, l’étudiant aura progressé dans : * Capacité à comprendre et formuler le problème (hypothèses, ordres de grandeur, etc...) (2.1) * Capacité à reconnaître les éléments spécifiques d'un problème (2.3) * Capacité à identifier les interactions entre éléments (2.4) * Capacité à approfondir rapidement un domaine (3.2)
Objectifs de développement durable
Modalités de contrôle de connaissance
Contrôle Continu
Commentaires: L'évaluation se base sur 3 modalités différentes:
* Des quizs en ligne hebdomadaires sur Moodle, à compléter de façon individuelle
* Des devoirs sur table en TD, à rendre de façon individuelle
* Des DMs à faire et rendre en binômes ou de façon individuelle
La note finale correspond à la moyenne pondérée des moyennes de chaque type d'évaluation, avec des coefficients identiques pour chaque type. Il n'y a pas d'examen final.
Ressources en ligne
* Cours de Physique Moderne (poly) * Présentations utilisées lors des cours * Énoncés de TD * Livres de référence * Liens vers des cours/illustrations sous forme de vidéos en ligne
Pédagogie
Organisation d’une semaine : * Cours de 1h30 (avec présentation d’un ou deux exercices types). * Distribution d’une feuille d’exercice et travail en TEA des étudiants. * Retour en fin de semaine de 1h30 : réponse aux questions des étudiants, correction au tableau de certains exercices par un ou plusieurs étudiants. Certains des exercices sont ramassés pour évaluation afin d’imposer un caractère obligatoire à la recherche demandée.
Séquencement / modalités d'apprentissage
| Nombre d'heures en CM (Cours Magistraux) : | 12 |
|---|---|
| Nombre d'heures en TD (Travaux Dirigés) : | 12 |
| Nombre d'heures en TP (Travaux Pratiques) : | 0 |
| Nombre d'heures en Séminaire : | 0 |
| Nombre d'heures en Demi-séminaire : | 0 |
| Nombre d'heures élèves en TEA (Travail En Autonomie) : | 12 |
| Nombre d'heures élèves en TNE (Travail Non Encadré) : | 0 |
| Nombre d'heures en CB (Contrôle Bloqué) : | 0 |
| Nombre d'heures élèves en PER (Travail PERsonnel) : | 0 |
| Nombre d'heures en Heures Projets : | 0 |
Pré-requis
Bagage mathématique/physique des classes préparatoires ou L1-L2.