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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
MINISTERE DE LrsquoENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
Programme Peacutedagogique
2egraveme anneacutee
Domaine
Sciences de la Matiegravere
Filiegravere laquo Physique raquo
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 2
برنامج البيداغوجي
لثــــــــانيةالسنة ا
ميدان
المــــــــادةعلوم
فيزياء فرع
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 3
SOMMAIRE I - Fiches drsquoorganisation semestrielle des enseignements -------------------------------------
1- Semestre 1 ------------------------------------------------------------------------------------ 2- Semestre 2 ------------------------------------------------------------------------------------
II - Fiches drsquoorganisation des uniteacutes drsquoenseignement -------------------------------------------- III - Programme deacutetailleacute par matiegravere -------------------------------------------------------------------
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 4
I ndash Fiche drsquoorganisation semestrielle des enseignements
Filiegravere Physique 1- Semestre 3
Uniteacute drsquoEnseignement VHS VH hebdomadaire Autre
(14-16 sem) Coeff Creacutedits
Mode deacutevaluation 14-16 sem C TD TP 14-16 sem C
UE fondamentale UEF3 (OP) 225h00 9h00 6h00 275h00 10 20 33 67 Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles
67h30 3h00 1h30 - 82h30 3 6 33 67
Meacutecanique Analytique 67h30 3h00 1h30 - 82h30 3 6 33 67 Vibrations amp Ondes 45h00 1h30 1h30 - 55h00 2 4 33 67 Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique 45h00 1h30 1h30 - 55h00 2 4 33 67
UE meacutethodologie UEM3 (OP) 90h00 1h30 4h30 85h00 4 7 50 50 Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes
22h30 - - 1h30 27h30 1 2 50 50
Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique
22h30 - - 1h30 27h30 1 2 50 50
Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation
45h00 1h30 - 1h30 30h00 2 3 50 50
UE deacutecouverte UED3 (OP) Une matiegravere agrave choisir parmi 45h00 1h30 1h30 5h00 2 2 100
Probabiliteacutes amp Statistiques
45h00 1h30 1h30 - 5h00 2 2 - 100 Cristallographie physique Histoire de la Physique Chimie Mineacuterale
UE transversale UET (OP) 15h00 1h00 10h00 1 1 100 Langues eacutetrangegraveres 3 15h00 1h00 - - 10h00 1 1 - 100
Total Semestre 1 375h00 13h00 7h30 4h30 375h00 17 30 Autre = Travail compleacutementaire en consultation semestrielle (travail personnel de lrsquoeacutetudiant)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 6
Filiegravere Physique
2- Semestre 4
Uniteacute drsquoEnseignement VHS VH hebdomadaire Autre
(14-16 sem) Coeff Creacutedits
Mode deacutevaluation 14-16 sem C TD TP 14-16 sem C
UE fondamentale UEF4 (OP) 202h30 7h30 6h00 24730 9 18 Thermodynamique 67h30 3h00 1h30 - 82h30 3 6 33 67 Fonction de la Variable Complexe
45h00 1h30 1h30 - 55h00 2 4 33 67
Meacutecanique Quantique 45h00 1h30 1h30 - 55h00 2 4 33 67 Electromagneacutetisme 45h00 1h30 1h30 - 55h00 2 4 33 67
UE meacutethodologie UEM 4(OP) 112h30 3h00 4h30 87h30 5 8 Travaux Pratiques Thermodynamique
22h30 - 1h30 27h30 1 2 50 50
Meacutecanique des Fluides 45h00 1h30 1h30 30h00 2 3 50 50 Electronique Geacuteneacuterale 45h00 1h30 1h30 30h00 2 3 50 50
UE deacutecouverte UED4 (OP) Une matiegravere agrave choisir parmi 45h00 1h30 1h30 30h00 2 3
Physique Atomique amp Nucleacuteaire
45h00 1h30 1h30 - 30h00 2 3 100 Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique Spectroscopie Techniques drsquoAnalyse
UE transversale UET4 (OP) 15h00 1h00 10h00 1 1 Langues eacutetrangegraveres 4 15h00 1h00 - - 10h00 1 1 100
Total Semestre 4 375h00 13h00 7h30 4h30 375h00 17 30 Autre = Travail compleacutementaire en consultation semestrielle (travail personnel de lrsquoeacutetudiant)
II ndash Fiches drsquoorganisation des uniteacutes drsquoenseignement (Etablir une fiche par UE)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 8
Semestre 3
UE Fondamentale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 135h00 TD 90h00 TP - Travail personnel 275h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 10 Creacutedits = 20 Matiegravere1 Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles Creacutedits 6 Coefficient 3 Matiegravere 2 Meacutecanique Analytique Creacutedits 6 Coefficient 3 Matiegravere 3 Vibrations amp Ondes Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 4 Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique Creacutedits 4 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 33 Examen 67
Description des matiegraveres
Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles Calcul drsquointeacutegrales et des seacuteries numeacuteriques et meacutethodes de reacutesolution des eacutequations diffeacuterentielles du premier et second ordre Application des transformeacutees de Laplace et de Fourier Meacutecanique Analytique La Meacutecanique classique et les puissants formalismes de Lagrange et de Hamilton aux mouvements des solides Vibrations amp Ondes Les diffeacuterents types de mouvements vibratoires ou oscillatoires appliqueacutes aux systegravemes lineacuteaires avec les ondes meacutecaniques et leurs propagations Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Les lois fondamentales de lrsquooptique geacuteomeacutetrique et physique ainsi que les techniques et les instruments utiliseacutes accompagneacutes de plusieurs applications
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 9
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 67h30 Travail personnel 85h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 4 Creacutedits = 7 Matiegravere1 Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 2 Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 3 Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 50 Examen 50
Description des matiegraveres
Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes Consolidation des connaissances theacuteoriques
sur les Vibrations et Ondes Apprentissage et
visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes aux
Vibrations et Ondes
Travaux Pratiques drsquoOptique
Geacuteomeacutetrique amp Physique
Consolidation des connaissances theacuteoriques
sur les Vibrations et Ondes Apprentissage et
visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquoOptique
Meacutethodes Numeacuteriques et
Programmation
Speacutecialisation en langages de programmation
eacutevolueacutes et eacutetude des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations
algeacutebriques
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 10
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 22h30 Travail personnel 05h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 2 Creacutedits = 2
Une matiegravere agrave choisir parmi Matiegravere1 Probabiliteacutes amp Statistiques Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 2 Cristallographie physique Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 3 Histoire de la Physique Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 4 Chimie Mineacuterale Creacutedits 2 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Probabiliteacutes amp Statistiques Ces branches matheacutematiques sont en eacutetroite relation avec la physique dans le domaine de lrsquoaleacuteatoire et la theacuteorie probabiliste ainsi que pour lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees Cristallographie physique Deacutefinitions et proprieacuteteacutes de lrsquoeacutetat cristallin et du reacuteseau cristallin et ses diffeacuterents modes Les lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Histoire de la Physique La fabuleuse eacutevolution de la physique dans le temps et au sein de lrsquohumaniteacute par le deacuteveloppement des branches de la physique et les deacutecouvertes des savants Chimie Mineacuterale Proprieacuteteacutes et traitement des solutions ioniques des Acides et Bases des eacutequilibres en solution de la solubiliteacute et de lrsquooxydoreacuteduction meacutetaux alcalins et alcalino-terreux
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 11
Semestre 3 UE Transversale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 15h00 TD - TP - Travail personnel 10h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 1 Creacutedit = 1
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3 Creacutedit 1 Coefficient 1
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Langues eacutetrangegraveres 3 Anglais 3 ou Franccedilais 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue anglaise franccedilaise
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 12
Semestre 4
UE Fondamentale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 110h30 TD 90h00 TP - Travail personnel 247h30
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 9 Creacutedits = 18 Matiegravere1 Thermodynamique Creacutedits 6 Coefficient 3 Matiegravere 2 Fonction de la Variable Complexe Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 3 Meacutecanique Quantique Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 3 Electromagneacutetisme Creacutedits 4 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 33 Examen 67
Description des matiegraveres
Thermodynamique Les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie Les fonctions thermodynamiques et lrsquoirreacuteversibiliteacute Fonction de la Variable Complexe Les fonctions holomorphes et les fonctions eacuteleacutementaires Les theacuteoregravemes fondamentaux et des reacutesidus et leurs applications Meacutecanique Quantique Les particules eacuteleacutementaires en meacutecanique quantique Le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique Electromagneacutetisme Le Champ magneacutetique la force de Lorentz et les eacutequations de Maxwell La propagation et le rayonnement des ondes eacutelectromagneacutetiques
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 13
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 45h00 TD - TP 67h30 Travail personnel 87h30
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 5 Creacutedits = 8 Matiegravere1 Travaux Pratiques de Thermodynamique Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 2 Meacutecanique des Fluides Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 3 Electronique Geacuteneacuterale Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 50 Examen 50
Description des matiegraveres
Travaux Pratiques de Thermodynamique Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la Thermodynamique Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique Meacutecanique des Fluides Fondements de la Meacutecanique des Fluides la statique la cineacutematique et la dynamique des fluides parfaits et visqueux accompagneacutes drsquoexemples drsquoapplication (travaux pratiques) Electronique Geacuteneacuterale Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme de travaux pratiques
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 14
Semestre 4 UE Deacutecouverte
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 22h30 Travail personnel 30h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 2 Creacutedits = 3
Une matiegravere agrave choisir parmi Matiegravere1 Physique Atomique amp Nucleacuteaire Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 2 Notions drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 3 Spectroscopie Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 4 Techniques drsquoAnalyse Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Physique Atomique amp Nucleacuteaire Deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Notions drsquoAstronomie et
drsquoAstrophysique Deacutecouvrir lrsquoinfiniment grand avec notre galaxie et le systegraveme solaire les planegravetes et les eacutetoiles Spectroscopie Comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites Techniques drsquoAnalyse Deacutecouvrir les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 15
Semestre 4
UE Transversale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 15h00 TD - TP - Travail personnel 10h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 1 Creacutedit = 1
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4 Creacutedit 1 Coefficient 1
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Langues eacutetrangegraveres 4 Anglais 4 ou
Franccedilais 4 Cette uniteacute est une continuiteacute de lrsquouniteacute Langues eacutetrangegraveres 3 Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique - Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur
internet
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 16
III - Programme deacutetailleacute par matiegravere (1 fiche deacutetailleacutee par matiegravere)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 17
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles
Objectifs de lrsquoenseignement
Drsquoune importance capitale pour un physicien lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave
lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les meacutethodes de calcul drsquointeacutegrales en diffeacuterentes dimensions ainsi
que les meacutethodes menant agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles neacutecessaires pour la
reacutesolution des problegravemes de physique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Inteacutegrales simples et multiples (2 semaines) Rappels sur lrsquointeacutegrale de Riemann et sur le calcul de primitives Inteacutegrales doubles et triples Application au calcul drsquoaires de volumeshellip Chapitre 2 Inteacutegrale impropres (2 semaines) Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle non borneacute Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle borneacute infinies agrave lrsquoune des extreacutemiteacutes Chapitre 3 Equations diffeacuterentielles (2 semaines) Equations diffeacuterentielles ordinaires du 1er et du 2egraveme ordre Eleacutements drsquoeacutequations aux deacuteriveacutees partielles Chapitre 4 Seacuteries (3 semaines) Seacuteries numeacuteriques Suites et seacuteries de fonctions Seacuteries entiegraveres seacuteries de Fourrier Chapitre 5 Transformation de Laplace (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles Chapitre 6 Transformation de Fourier (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP Sciences Paris (2007)
- Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris (2008)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences Concepts meacutethodes et techniques pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
- J M RAKOSOTON J E RAKOSOTON Analyse fonctionnelle appliqueacutee aux eacutequations aux deacuteriveacutees partielles Ed PUF (1999)
- S NICAISE Analyse numeacuterique et eacutequations aux deacuteriveacutees partielles cours et problegravemes reacutesolus Ed Dunod Paris (2000)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 18
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Analytique
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance des fondements de la meacutecanique classique que ce soit agrave lrsquoeacutechelle du
point mateacuteriel (meacutecanique du point) ou agrave lrsquoeacutechelle du solide (meacutecanique du solide) par
lrsquoenseignement des formalismes de Lagrange et drsquoHamilton
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Rappels de meacutecanique classique Cineacutematique drsquoune particule Dynamique drsquoune particule Travail et eacutenergie Systegravemes agrave N particules et forces exteacuterieures Degreacutes de liberteacute Chapitre 2 Formalisme de Lagrange Coordonneacutees geacuteneacuteraliseacutees Variation fonctionnelle Le Lagrangien Coordonneacutees curvilignes Contraintes holonomes et non holonomes Applications Particule dans un champ gravitationnel particule lieacutee agrave un ressort problegraveme agrave deux corps le potentiel central Chapitre 3 Formalisme de Hamilton Transformation de Legendre LrsquoHamiltonien Variables canoniques et crochets de Poisson Moments geacuteneacuteraliseacutes Transformations canoniques La meacutethode de Hamilton-Jacobi Lrsquoespace des phases Variables angle-action et fonction geacuteneacuteratrice Systegravemes inteacutegrables Chapitre 4 Mouvement drsquoun solide indeacuteformable Degreacutes de liberteacute drsquoun solide Energie cineacutetique Axes principaux et tenseur drsquoinertie Moment cineacutetique drsquoun solide Approche vectorielle et eacutequations drsquoEuler Approche Lagrangienne et angles drsquoEuler Toupie symeacutetrique Chapitre 5 Meacutecanique Lagrangienne des milieux continus Le passage agrave la limite continue Theacuteorie classique des champs Equations drsquoEuler-Lagrange du champ Chapitre 6 Theacuteoregraveme de Liouville Equation de Hamilton-Jacobi
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A CHARLIER A BERARD M CHARLIER Meacutecanique Analytique - Du cours aux travaux dirigeacutes Ed Ellipses (1989)
- LANDAU et LIFCHITZ Meacutecanique Editions Mir (Moscou) et Ellipses (Paris) - BOUCIF Introduction agrave la meacutecanique analytique De Boeck Bruxelles (2012) - TAYLOR Meacutecanique classique Ellipses Paris (2007) - MARTIN-ROBINE Histoire du principe de moindre action Vuibert Paris (2006) - GOLDSTEIN et al Classical mechanics 3rd Ed Addison-Wesley (USA) (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 19
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance theacuteorique la compreacutehension et la reacutesolution des mouvements vibratoires
et les diffeacuterents types drsquooscillations engendreacutees ainsi que les ondes meacutecaniques et les
mouvements ondulatoires engendreacutes
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
PARTIE I VIBRATIONS Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les vibrations Deacutefinition drsquoun mouvement vibratoire Exemples de systegravemes vibratoires Mouvements peacuteriodiques Chapitre 2 Systegravemes lineacuteaires agrave un degreacute de liberteacute 21 Les oscillations libres Lrsquooscillateur harmonique Pulsation propre drsquoun oscillateur harmonique Lrsquoeacutenergie drsquoun oscillateur harmonique 22 Les oscillations libres amorties Forces drsquoamortissement Equation des mouvements Oscillations pseudopeacuteriodiques (deacutecreacutement logarithmique facteur de qualiteacute) 23 Les oscillations libres forceacutees Deacutefinition Cas drsquoune excitation sinusoiumldale (reacutesonance deacutephasage) Cas drsquoune excitation peacuteriodique quelconque 24 Les oscillations amorties forceacutees Equation des mouvements Reacutegime transitoire reacutegime permanent Bande passante Facteur de qualiteacute 25 Analogie entre systegravemes oscillants meacutecaniques et eacutelectriques Chapitre 3 Systegravemes lineacuteaires agrave plusieurs degreacutes de liberteacute 31 Systegravemes agrave 2 degreacutes de liberteacute (Cas libres - pulsations propres) amortis et amortis forceacutes 32 Systegravemes agrave N degreacutes de liberteacute (comportement geacuteneacuteral) PARTIE II LES ONDES MECANIQUES Chapitre 4 Geacuteneacuteraliteacutes sur les ondes meacutecaniques 41 Classification des ondes 42 Inteacutegrale geacuteneacuterale de lrsquoeacutequation geacuteneacuterale drsquoondes progressives 43 Vitesse de phase vitesse de groupe 44 Notion de front drsquoonde Exemple des ondes planes ondes spheacuteriques 45 Reacuteflexion et transmission des ondes 46 Relation entre les diffeacuterentes grandeurs repreacutesentant lrsquoonde Chapitre 5 Ondes transversales sur une corde 51 Equation de propagation Impeacutedance caracteacuteristique Energie drsquoune onde progressive Reacuteflexion et transmission des ondes Ondes stationnaires Chapitre 6 Ondes longitudinales dans les fluides 61 Ondes planes dans un tuyau cylindrique Equation drsquoondes dans un gaz Equation drsquoondes dans un liquide Impeacutedance acoustique Impeacutedance caracteacuteristique Energie transporteacutee par une onde Coefficients de reacuteflexion et de transmission drsquoondes (conditions aux limites) 62 Effet Doppler Chapitre 7 Ondes eacutelastiques dans les solides
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 20
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoeacutetudiant acquiegravere les connaissances theacuteoriques et les lois fondamentales de lrsquooptique
geacuteomeacutetrique et physique ainsi que les techniques et les instruments utiliseacutes accompagneacutes
de plusieurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Optique geacuteomeacutetrique 11- Principes et lois de lrsquooptique geacuteomeacutetrique 12- Notions de reacutefringence 13- Lois de Snell-Descartes principe de Fermat et construction de Huygens 14- Miroirs spheacuteriques et miroirs plans formule de position et construction drsquoimages 15- Dioptre plan et dioptre spheacuterique formule de conjugaison grandissement notions de
stigmatisme et construction drsquoimages 16- Prisme formules deacuteviation et dispersion 17- Lentilles minces formules de position et construction drsquoimages 18- Instruments optiques œil loupe microscope hellip Chapitre 2 Optique ondulatoire 21- Geacuteneacuteraliteacutes 22- Principe de superposition de deux ondes monochromatiques de mecircme freacutequence 23- Conditions drsquointerfeacuterence Notion de coheacuterence 24- Interfeacuterences de deux ondes coheacuterentes 25- Interfeacuterences agrave ondes multiples Interfeacuteromegravetres de Michelson et de Peacuterot-Fabry 26- Interfeacuterences en lumiegravere polychromatique Chapitre3 Diffraction et ses Applications 31- Diffraction de Fresnel et diffraction de Fraunhoffer 32- Diffraction par une ouverture rectangulaire et diffraction par une ouverture circulaire Chapitre 4 Polarisation 41- Transversaliteacute des ondes 42- Structure dune onde polariseacutee rectilignement 43- Reacuteflexion et reacutefraction par les corps isotropes transparents Chapitre 5 Lasers et ses applications
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- D FIEL amp P COLIN Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Ellipses (1999) - J-P PEREZ Optique - Fondements et Applications avec 250 exercices et problegravemes reacutesolus
Ed Dunod (2004) - F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005) - T BECHERRAWY Optique Geacuteomeacutetrique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Debœck (2006) - E AMZALLAG La Physique en Fac - Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Dunod (2006) - R TAILLET Optique Physique - Interfeacuterences Diffraction Holographie - Cours et exercices
corrigeacutes Ed Debœck (2006) - HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 21
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur les Vibrations et Ondes
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Oscillations transversales des cordes vibrantes 2- Systegravemes eacutelectromeacutecaniques (le haut-parleur eacutelectrodynamique) 3- Oscillations amorties (circuit RLC en oscillations libres et forceacutees) 4- Oscillations coupleacutees eacutetude des battements 5- Oscillations coupleacutees eacutetude des freacutequences propres 6- Propagation dondes longitudinale dans un fluide 7- Cuve rheacuteographique 8- Tube de KUNDT 9- Pheacutenomegravenes drsquoinduction
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 22
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur lrsquooptique geacuteomeacutetrique amp
physique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Introduction les diffeacuterentes sources et deacutetecteurs de lumiegravere 2- Reacuteflexion (miroir plan miroir spheacuterique) et reacutefraction (airverre verreair) 3- Etude du prisme deacuteviation 4- Etude du prisme dispersion 5- Etude du reacuteseau dispersion 6- Spectroscope agrave prisme spectroscope agrave reacuteseau 7- Focomeacutetrie (deacutetermination de la focale dune lentille) 8- Microscope 9- Polarisation de la lumiegravere (rectiligne circulaire elliptique) 10- Reacuteflexion sur une lame dune OEM plane 11- Spectrophotomeacutetrie (transmission de diffeacuterents filtres optiques) 12- Interfeacuteromeacutetrie (deacutetermination de la longueur donde de lindice dune lame agrave face parallegravele de la vitesse) 13- Diffraction (fentes et reacuteseaux loi de Bragg monochromateur)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005)
- HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation
Objectifs de lrsquoenseignement
La maicirctrise de lrsquooutil numeacuterique par lrsquoenseignement des langages de programmation
eacutevolueacutes drsquoune part et drsquoautre part par lrsquoenseignement des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations algeacutebriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo informatique 1 amp 2 raquo et laquo matheacutematiques 1
amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Initiation (ou rappel) de langages de programmation informatique MATLAB etou MATHEMATICA etou FORTRAN etou C++ Chapitre 2 Inteacutegration numeacuterique 2 1 Meacutethode des Trapegravezes 2 2 Meacutethode de Simpson Chapitre 3 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations non-lineacuteaires 3 1 Meacutethode de Bissection 3 2 Meacutethode de Newton Chapitre 4 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations diffeacuterentielles ordinaires 4 1 Meacutethode dEuler 4 2 Meacutethode de Runge-Kutta Chapitre 5 Reacutesolution numeacuterique des systegravemes deacutequations lineacuteaires 5 1 Meacutethode de Gauss 5 2 Meacutethode de Gauss-Seidel
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
Pour MATLAB - M DJEBLI amp H DJELOUAH Initiation agrave MATLAB OPU (2013) - R DUKKIPATI MATLAB an introduction with applications New Age International
Publishers India (2010) - C WOODFORD and C Phillips Numerical methods with worked examples MATLAB edition
2nd Ed Springer Ltd (2013) Pour C et C++ - C DELANNOY lsquorsquoC++ pour les programmeurs Crsquorsquo 6egraveme Ed Eyrolles Paris (2004) - C CASTEYDE lsquorsquoCours de CC++rsquorsquo Copyright (2005) Pour FORTRAN - B HAHN lsquorsquoIntroduction to Fortran 90 for scientists and engineersrsquorsquo Capetown University South
Africa (1993) - Ph DrsquoAnfray lsquorsquoFortran 77rsquorsquo Universiteacute Paris XIII (1998) - P CORDE et A FOUILLOUX Langage Fortran Support de cours IDRIS (2010) Pour les meacutethodes numeacuteriques - F JEDRZEIJEWSKI Introduction aux meacutethodes numeacuteriques 2egraveme Ed Springer France
(2005) - J HOFFMAN Numerical methods for engineers and scientists 2nd Ed Marcel Dekker USA
(2001) - A QUARTERONI Meacutethodes numeacuteriques algorithmes analyse et appl Springer Italie (2004)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 24
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Probabiliteacutes amp Statistiques
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de deacutecouvrirrsquo le domaine de
lrsquoaleacuteatoire et des probabiliteacutes ainsi que lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees
expeacuterimentales ou numeacuteriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo matheacutematiques 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Eleacutements de base en theacuteorie des probabiliteacutes (2 semaines) I Historique et motivations (utiliteacute des probabiliteacutes en physique) II Axiomatique de base 1 Espace probabiliseacute Univers tribu probabiliteacutes probabiliteacutes conditionnelles 2 Variables aleacuteatoires Deacutefinitions Lois usuelles Entropie Fonctions de variables aleacuteatoires Systegravemes de variables aleacuteatoires Espeacuterance conditionnelle Chapitre 2 Convergences et theacuteoregravemes limites (2 semaines) 1 Un exemple Variations autour du tirage agrave pile ou face 2 Convergences Loi des grands nombres (forte et faible) Theacuteoregraveme central limite 3 Ineacutegaliteacutes fondamentales Tchebychev Jensen Houmllder 4 Grandes deacuteviations Liens avec la limite thermodynamique en physique statistique Chapitre 3 Analyse des seacuteries statistiques (3 semaines) 1 Seacuteries simples Seacuteries doubles 2 Analyse de reacutegression et correacutelation Reacutegressions lineacuteaire simple et multiple Reacutegression non-lineacuteaire (exponentielle logarithmique polynomiale) Chapitre 4 Statistique infeacuterentielle (4 semaines) 1- Estimation parameacutetrique 2- Tests statistiques (tests de correacutelation tests dindeacutependance tests dajustement test de student ANOVA) Chapitre 5 Analyse des donneacutees (3 semaines) 1-Analyse en composantes principales (ACP) 2- Analyse factorielle discriminante (AFD) 3-Analyse de classification (hieacuterarchique automatique)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- FEMENIAS Probabiliteacutes et statistiques pour les sciences physiques Cours et exercices corrigeacutes Dunod Paris (2003)
- SAPORTA Probabiliteacutes Analyse des Donneacutees et Statistique 3egraveme Ed Technip Paris (2011)
- ESCOUBES Probabiliteacutes et statistiques agrave lusage des physiciens Ed Ellipses Paris (1998)
- W APPEL Probabiliteacutes pour les non probabilistes HampK Edition Paris (2013)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Cristallographie physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs agrave atteindre par lrsquoenseignement de cette matiegravere sont
- Lrsquointroduction des concepts et des proprieacuteteacutes du cristal et du reacuteseau cristallin et
les diffeacuterents modes de reacuteseaux
- La connaissance des lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les
cristaux
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les bases fondamentales de la chimie et la physique de la
premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition de lrsquoeacutetat cristallin Reacuteseaux deacutefinitions Rangeacutee et plan reacuteticulaire Mailles repreacutesentatives Motif Indices de Miller Reacuteseau reacuteciproque Deacutefinition Quelques proprieacuteteacutes et relations avec grandeur du reacuteseau direct Distance inter reacuteticulaire II ndash Symeacutetrie des figures finies Opeacuterations de symeacutetrie Inversion Rotation Reacuteflexion Inversion rotatoire Reacuteflexion rotatoire Notions de points eacutequivalents III ndash Symeacutetrie des reacuteseaux ndash reacuteseaux de Bravais Systegravemes cristallins Les diffeacuterents modes de reacuteseaux Les quatorze reacuteseaux de Bravais Incompatibiliteacute de certains ordres drsquoaxes de rotation avec les reacuteseaux Quelques relations geacuteomeacutetriques dans les reacuteseaux IV ndash Meacutethodes expeacuterimentales de la diffraction Conditions de diffraction Loi de Bragg Equation de Von Laue Construction drsquoEwald Diffeacuterentes meacutethode de diffraction Meacutethode de Laue Meacutethode de Debye-Scherrer Meacutethode du cristal tournant Meacutethode de Weissenberg Diffractomegravetres automatiques V ndash Liaisons chimiques Geacuteneacuteraliteacutes sur les liaisons chimiques Structures stables et eacutenergie interne Les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Forces drsquoattraction i) Liaisons fortes ndash liaisons de valence Liaison ionique Liaison de covalence Liaison meacutetallique Interaction ion-dipocircle Ii) Liaisons faibles- Liaison de Van der Waals Liaison par transfert de charge Liaison hydrogegravene Forces de reacutepulsion
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Histoire de la Physique
Objectifs de lrsquoenseignement Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert le monde
fabuleux de la physique et son histoire agrave travers le temps et la contribution de ses savants
Connaissances preacutealables recommandeacutees Connaicirctre les sciences physiques de la
premiegravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
1- La physique ancienne 11 Origine de la physique 12 La physique avant Aristote Thales Pythagore Empeacutedocle 13 Les atomistes Leucippe Deacutemocritehellip 14 La physique agrave lrsquoeacutepoque drsquoAristote Theacuteophraste Straton Eacutepicure Zeacutenon 15 Ecole drsquoAlexandrie amp la Physique Euclide Archimegravede Eratosthegravene Ptoleacutemeacutee 2- La contribution de la civilisation islamique agrave lrsquoeacutevolution de la physique 21 Contribution aux progregraves de lrsquoastronomie (al-Khawarizmi Habash al Hasib al-Battani les fregraveres Banou Moussa al-Sufi ibn Yunus et al-Biruni al-Zarqali) 22 Contribution aux progregraves de lrsquooptique al-Kindi ibn Sahl al Hazen 23 Contribution aux progregraves de la meacutecanique (al Fārābi al-Khāzinī al-Jāzāri al-Baghdādī al-Rāzī al-Ṭ ūsī)
24 Contribution aux progregraves sur la constitution de la matiegravere 25 Contribution aux progregraves du magneacutetisme 3- La meacutecanique newtonienne et la theacuteorie eacutelectromagneacutetique 31 Copernic Kepler Galileacutee Newton 32 Le XVIIIe siegravecle le triomphe de la meacutecanique Christiaan Huygens les fregraveres Jacques et Jean Bernoulli Leonhard Euler Jean Le Rond drsquoAlembert Louis de Lagrange 33 Le XIXe siegravecle lrsquoeacutelectromagneacutetisme Franccedilois Arago Hans Christian Oersted Michael Faraday James Clerk Maxwell 34 Lrsquooptique drsquoune vision corpusculaire agrave une vision ondulatoire 35 La crise autour de 1900 4- La meacutecanique quantique 41 La constante de Planck 42 Schroumldinger et son eacutequation 43 Heisenberg et la relation drsquoincertitude 44 Pauli et le principe drsquoexclusion 45 Lrsquoatome de Bohr 46 Dirac et ses contributions agrave la physique quantique 5- La theacuteorie de la relativiteacute 51 La theacuteorie de la relativiteacute restreinte Lrsquoeacutequivalence masse-eacutenergie 52 Application eacutenergie nucleacuteaire (fission fusion) 53 La theacuteorie de la relativiteacute geacuteneacuterale La courbure de lrsquoespace-temps 54 Application Expansion de lrsquounivers modegravele standard de la cosmologie
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J ROSMORDUC Une histoire de la physique et de la chimie Le Seuil coll laquo Points Sciences raquo (1985)
- A DJEBBAR et J ROSMORDUC Une histoire de la science arabe Introduction agrave la connaissance du patrimoine scientifique des pays dislam Le Seuil (2001)
- R TATON Histoire geacuteneacuterale des sciences PUF Quadrige (1983) - M BIEZUNSKI Histoire de la physique moderne la Deacutecouverte (1993) - R LOCQUENEUX Histoire de la physique PUF Que sais-je ndeg421 (1987) - M PATY La physique du XXe siegravecle Vuibert (1996)
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Semestre 3 UE Deacutecouverte
Matiegravere Chimie Mineacuterale Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant physicien drsquoacqueacuterir les
connaissances et les lois fondamentales de la chimie mineacuterale
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Connaicirctre les sciences physiques de la premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere - Proprieacuteteacutes peacuteriodiques blocs peacuteriodes groupes ndash Peacuteriodiciteacute des proprieacuteteacutes
physiques et chimiques caractegraveres des meacutetaux des non-meacutetaux et des meacutetalloiumldes Compleacutements sur lrsquoeacutetat solide
- Les meacutetaux alcalins et alcalino-terreux les meacutetaux des groupes IIIa et IVa les halogegravenes lrsquooxygegravene et le soufre lrsquoazote et le phosphore
- Les meacutetaux de transition proprieacuteteacutes les composeacutes de coordination nomenclature isomeacuterie theacuteories des orbitales hybrides theacuteorie du champ cristallin theacuteorie des orbitales moleacuteculaires proprieacuteteacutes magneacutetiques et couleurs Les eacuteleacutements des groupes IB IIB IIIB VIIIB les terres rares
- Equilibres en solution Equilibres homogegravene et heacuteteacuterogegravene La constante drsquoeacutequilibre Les facteurs drsquoeacutequilibre Principe de Le CHATELIER Notions geacuteneacuterales sur les solutions
- La solubiliteacute Paramegravetres influenccedilant la solubiliteacute Aspect thermochimique de la solubiliteacute La dissociation ionique et la solvatation
- Les solutions ioniques Acides et Bases La dissociation ionique (Lrsquoeacutequilibre de dissociation (Lrsquoauto - ionisation de lrsquoeau) Produit ionique de lrsquoeau Geacuteneacuteraliteacute sur les acides et les bases (Deacutefinitions Conseacutequences de la deacutefinition de BRONSTED Forces des acides et des bases) Le pH des acides et des bases La notion de pH Calcul du pH drsquoun acide ou drsquoune base Mesure du pH Neutralisation drsquoun acide par une base Force des acides et des bases Proprieacuteteacute AcidoBasiques - Notion de pH
- Les sels en solution Etude des sels peu solubles (Deacutefinitions Solubiliteacute de sels Produits de solubiliteacute Deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre de solubiliteacute)
- Oxydoreacuteduction Notion de degreacute drsquooxydations ndashReacuteactions Mode drsquoeacutevaluation Examen 100 Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3
Objectifs de lrsquoenseignement
- Acquisition drsquoune culture de langue scientifique et des bases de langage courant - Acquisition drsquoune capaciteacute aux techniques de lrsquoexposeacute oral Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues eacutetrangegraveres 1 et 2 enseigneacutees en L1
SM
Contenu de la matiegravere
Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue eacutetrangegravere Entraicircnement agrave la compreacutehension de documents eacutecrits relatifs au domaine de la physique On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique Tous les supports seront utiliseacutes - Traduction de notices et publications Reacutedaction de reacutesumeacutes Bibliographie et exposeacutes de projet
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 29
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 30
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 31
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 32
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 33
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
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Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
------------------
Aoucirct 2014
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L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 2
برنامج البيداغوجي
لثــــــــانيةالسنة ا
ميدان
المــــــــادةعلوم
فيزياء فرع
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SOMMAIRE I - Fiches drsquoorganisation semestrielle des enseignements -------------------------------------
1- Semestre 1 ------------------------------------------------------------------------------------ 2- Semestre 2 ------------------------------------------------------------------------------------
II - Fiches drsquoorganisation des uniteacutes drsquoenseignement -------------------------------------------- III - Programme deacutetailleacute par matiegravere -------------------------------------------------------------------
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I ndash Fiche drsquoorganisation semestrielle des enseignements
Filiegravere Physique 1- Semestre 3
Uniteacute drsquoEnseignement VHS VH hebdomadaire Autre
(14-16 sem) Coeff Creacutedits
Mode deacutevaluation 14-16 sem C TD TP 14-16 sem C
UE fondamentale UEF3 (OP) 225h00 9h00 6h00 275h00 10 20 33 67 Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles
67h30 3h00 1h30 - 82h30 3 6 33 67
Meacutecanique Analytique 67h30 3h00 1h30 - 82h30 3 6 33 67 Vibrations amp Ondes 45h00 1h30 1h30 - 55h00 2 4 33 67 Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique 45h00 1h30 1h30 - 55h00 2 4 33 67
UE meacutethodologie UEM3 (OP) 90h00 1h30 4h30 85h00 4 7 50 50 Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes
22h30 - - 1h30 27h30 1 2 50 50
Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique
22h30 - - 1h30 27h30 1 2 50 50
Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation
45h00 1h30 - 1h30 30h00 2 3 50 50
UE deacutecouverte UED3 (OP) Une matiegravere agrave choisir parmi 45h00 1h30 1h30 5h00 2 2 100
Probabiliteacutes amp Statistiques
45h00 1h30 1h30 - 5h00 2 2 - 100 Cristallographie physique Histoire de la Physique Chimie Mineacuterale
UE transversale UET (OP) 15h00 1h00 10h00 1 1 100 Langues eacutetrangegraveres 3 15h00 1h00 - - 10h00 1 1 - 100
Total Semestre 1 375h00 13h00 7h30 4h30 375h00 17 30 Autre = Travail compleacutementaire en consultation semestrielle (travail personnel de lrsquoeacutetudiant)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 6
Filiegravere Physique
2- Semestre 4
Uniteacute drsquoEnseignement VHS VH hebdomadaire Autre
(14-16 sem) Coeff Creacutedits
Mode deacutevaluation 14-16 sem C TD TP 14-16 sem C
UE fondamentale UEF4 (OP) 202h30 7h30 6h00 24730 9 18 Thermodynamique 67h30 3h00 1h30 - 82h30 3 6 33 67 Fonction de la Variable Complexe
45h00 1h30 1h30 - 55h00 2 4 33 67
Meacutecanique Quantique 45h00 1h30 1h30 - 55h00 2 4 33 67 Electromagneacutetisme 45h00 1h30 1h30 - 55h00 2 4 33 67
UE meacutethodologie UEM 4(OP) 112h30 3h00 4h30 87h30 5 8 Travaux Pratiques Thermodynamique
22h30 - 1h30 27h30 1 2 50 50
Meacutecanique des Fluides 45h00 1h30 1h30 30h00 2 3 50 50 Electronique Geacuteneacuterale 45h00 1h30 1h30 30h00 2 3 50 50
UE deacutecouverte UED4 (OP) Une matiegravere agrave choisir parmi 45h00 1h30 1h30 30h00 2 3
Physique Atomique amp Nucleacuteaire
45h00 1h30 1h30 - 30h00 2 3 100 Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique Spectroscopie Techniques drsquoAnalyse
UE transversale UET4 (OP) 15h00 1h00 10h00 1 1 Langues eacutetrangegraveres 4 15h00 1h00 - - 10h00 1 1 100
Total Semestre 4 375h00 13h00 7h30 4h30 375h00 17 30 Autre = Travail compleacutementaire en consultation semestrielle (travail personnel de lrsquoeacutetudiant)
II ndash Fiches drsquoorganisation des uniteacutes drsquoenseignement (Etablir une fiche par UE)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 135h00 TD 90h00 TP - Travail personnel 275h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 10 Creacutedits = 20 Matiegravere1 Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles Creacutedits 6 Coefficient 3 Matiegravere 2 Meacutecanique Analytique Creacutedits 6 Coefficient 3 Matiegravere 3 Vibrations amp Ondes Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 4 Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique Creacutedits 4 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 33 Examen 67
Description des matiegraveres
Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles Calcul drsquointeacutegrales et des seacuteries numeacuteriques et meacutethodes de reacutesolution des eacutequations diffeacuterentielles du premier et second ordre Application des transformeacutees de Laplace et de Fourier Meacutecanique Analytique La Meacutecanique classique et les puissants formalismes de Lagrange et de Hamilton aux mouvements des solides Vibrations amp Ondes Les diffeacuterents types de mouvements vibratoires ou oscillatoires appliqueacutes aux systegravemes lineacuteaires avec les ondes meacutecaniques et leurs propagations Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Les lois fondamentales de lrsquooptique geacuteomeacutetrique et physique ainsi que les techniques et les instruments utiliseacutes accompagneacutes de plusieurs applications
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Semestre 3
UE Meacutethodologie
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 67h30 Travail personnel 85h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 4 Creacutedits = 7 Matiegravere1 Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 2 Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 3 Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 50 Examen 50
Description des matiegraveres
Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes Consolidation des connaissances theacuteoriques
sur les Vibrations et Ondes Apprentissage et
visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes aux
Vibrations et Ondes
Travaux Pratiques drsquoOptique
Geacuteomeacutetrique amp Physique
Consolidation des connaissances theacuteoriques
sur les Vibrations et Ondes Apprentissage et
visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquoOptique
Meacutethodes Numeacuteriques et
Programmation
Speacutecialisation en langages de programmation
eacutevolueacutes et eacutetude des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations
algeacutebriques
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 22h30 Travail personnel 05h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 2 Creacutedits = 2
Une matiegravere agrave choisir parmi Matiegravere1 Probabiliteacutes amp Statistiques Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 2 Cristallographie physique Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 3 Histoire de la Physique Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 4 Chimie Mineacuterale Creacutedits 2 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Probabiliteacutes amp Statistiques Ces branches matheacutematiques sont en eacutetroite relation avec la physique dans le domaine de lrsquoaleacuteatoire et la theacuteorie probabiliste ainsi que pour lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees Cristallographie physique Deacutefinitions et proprieacuteteacutes de lrsquoeacutetat cristallin et du reacuteseau cristallin et ses diffeacuterents modes Les lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Histoire de la Physique La fabuleuse eacutevolution de la physique dans le temps et au sein de lrsquohumaniteacute par le deacuteveloppement des branches de la physique et les deacutecouvertes des savants Chimie Mineacuterale Proprieacuteteacutes et traitement des solutions ioniques des Acides et Bases des eacutequilibres en solution de la solubiliteacute et de lrsquooxydoreacuteduction meacutetaux alcalins et alcalino-terreux
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 11
Semestre 3 UE Transversale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 15h00 TD - TP - Travail personnel 10h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 1 Creacutedit = 1
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3 Creacutedit 1 Coefficient 1
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Langues eacutetrangegraveres 3 Anglais 3 ou Franccedilais 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue anglaise franccedilaise
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 12
Semestre 4
UE Fondamentale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 110h30 TD 90h00 TP - Travail personnel 247h30
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 9 Creacutedits = 18 Matiegravere1 Thermodynamique Creacutedits 6 Coefficient 3 Matiegravere 2 Fonction de la Variable Complexe Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 3 Meacutecanique Quantique Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 3 Electromagneacutetisme Creacutedits 4 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 33 Examen 67
Description des matiegraveres
Thermodynamique Les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie Les fonctions thermodynamiques et lrsquoirreacuteversibiliteacute Fonction de la Variable Complexe Les fonctions holomorphes et les fonctions eacuteleacutementaires Les theacuteoregravemes fondamentaux et des reacutesidus et leurs applications Meacutecanique Quantique Les particules eacuteleacutementaires en meacutecanique quantique Le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique Electromagneacutetisme Le Champ magneacutetique la force de Lorentz et les eacutequations de Maxwell La propagation et le rayonnement des ondes eacutelectromagneacutetiques
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 13
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 45h00 TD - TP 67h30 Travail personnel 87h30
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 5 Creacutedits = 8 Matiegravere1 Travaux Pratiques de Thermodynamique Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 2 Meacutecanique des Fluides Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 3 Electronique Geacuteneacuterale Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 50 Examen 50
Description des matiegraveres
Travaux Pratiques de Thermodynamique Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la Thermodynamique Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique Meacutecanique des Fluides Fondements de la Meacutecanique des Fluides la statique la cineacutematique et la dynamique des fluides parfaits et visqueux accompagneacutes drsquoexemples drsquoapplication (travaux pratiques) Electronique Geacuteneacuterale Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme de travaux pratiques
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Semestre 4 UE Deacutecouverte
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 22h30 Travail personnel 30h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 2 Creacutedits = 3
Une matiegravere agrave choisir parmi Matiegravere1 Physique Atomique amp Nucleacuteaire Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 2 Notions drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 3 Spectroscopie Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 4 Techniques drsquoAnalyse Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Physique Atomique amp Nucleacuteaire Deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Notions drsquoAstronomie et
drsquoAstrophysique Deacutecouvrir lrsquoinfiniment grand avec notre galaxie et le systegraveme solaire les planegravetes et les eacutetoiles Spectroscopie Comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites Techniques drsquoAnalyse Deacutecouvrir les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 15
Semestre 4
UE Transversale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 15h00 TD - TP - Travail personnel 10h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 1 Creacutedit = 1
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4 Creacutedit 1 Coefficient 1
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Langues eacutetrangegraveres 4 Anglais 4 ou
Franccedilais 4 Cette uniteacute est une continuiteacute de lrsquouniteacute Langues eacutetrangegraveres 3 Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique - Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur
internet
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 16
III - Programme deacutetailleacute par matiegravere (1 fiche deacutetailleacutee par matiegravere)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 17
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles
Objectifs de lrsquoenseignement
Drsquoune importance capitale pour un physicien lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave
lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les meacutethodes de calcul drsquointeacutegrales en diffeacuterentes dimensions ainsi
que les meacutethodes menant agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles neacutecessaires pour la
reacutesolution des problegravemes de physique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Inteacutegrales simples et multiples (2 semaines) Rappels sur lrsquointeacutegrale de Riemann et sur le calcul de primitives Inteacutegrales doubles et triples Application au calcul drsquoaires de volumeshellip Chapitre 2 Inteacutegrale impropres (2 semaines) Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle non borneacute Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle borneacute infinies agrave lrsquoune des extreacutemiteacutes Chapitre 3 Equations diffeacuterentielles (2 semaines) Equations diffeacuterentielles ordinaires du 1er et du 2egraveme ordre Eleacutements drsquoeacutequations aux deacuteriveacutees partielles Chapitre 4 Seacuteries (3 semaines) Seacuteries numeacuteriques Suites et seacuteries de fonctions Seacuteries entiegraveres seacuteries de Fourrier Chapitre 5 Transformation de Laplace (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles Chapitre 6 Transformation de Fourier (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP Sciences Paris (2007)
- Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris (2008)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences Concepts meacutethodes et techniques pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
- J M RAKOSOTON J E RAKOSOTON Analyse fonctionnelle appliqueacutee aux eacutequations aux deacuteriveacutees partielles Ed PUF (1999)
- S NICAISE Analyse numeacuterique et eacutequations aux deacuteriveacutees partielles cours et problegravemes reacutesolus Ed Dunod Paris (2000)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 18
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Analytique
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance des fondements de la meacutecanique classique que ce soit agrave lrsquoeacutechelle du
point mateacuteriel (meacutecanique du point) ou agrave lrsquoeacutechelle du solide (meacutecanique du solide) par
lrsquoenseignement des formalismes de Lagrange et drsquoHamilton
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Rappels de meacutecanique classique Cineacutematique drsquoune particule Dynamique drsquoune particule Travail et eacutenergie Systegravemes agrave N particules et forces exteacuterieures Degreacutes de liberteacute Chapitre 2 Formalisme de Lagrange Coordonneacutees geacuteneacuteraliseacutees Variation fonctionnelle Le Lagrangien Coordonneacutees curvilignes Contraintes holonomes et non holonomes Applications Particule dans un champ gravitationnel particule lieacutee agrave un ressort problegraveme agrave deux corps le potentiel central Chapitre 3 Formalisme de Hamilton Transformation de Legendre LrsquoHamiltonien Variables canoniques et crochets de Poisson Moments geacuteneacuteraliseacutes Transformations canoniques La meacutethode de Hamilton-Jacobi Lrsquoespace des phases Variables angle-action et fonction geacuteneacuteratrice Systegravemes inteacutegrables Chapitre 4 Mouvement drsquoun solide indeacuteformable Degreacutes de liberteacute drsquoun solide Energie cineacutetique Axes principaux et tenseur drsquoinertie Moment cineacutetique drsquoun solide Approche vectorielle et eacutequations drsquoEuler Approche Lagrangienne et angles drsquoEuler Toupie symeacutetrique Chapitre 5 Meacutecanique Lagrangienne des milieux continus Le passage agrave la limite continue Theacuteorie classique des champs Equations drsquoEuler-Lagrange du champ Chapitre 6 Theacuteoregraveme de Liouville Equation de Hamilton-Jacobi
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A CHARLIER A BERARD M CHARLIER Meacutecanique Analytique - Du cours aux travaux dirigeacutes Ed Ellipses (1989)
- LANDAU et LIFCHITZ Meacutecanique Editions Mir (Moscou) et Ellipses (Paris) - BOUCIF Introduction agrave la meacutecanique analytique De Boeck Bruxelles (2012) - TAYLOR Meacutecanique classique Ellipses Paris (2007) - MARTIN-ROBINE Histoire du principe de moindre action Vuibert Paris (2006) - GOLDSTEIN et al Classical mechanics 3rd Ed Addison-Wesley (USA) (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 19
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance theacuteorique la compreacutehension et la reacutesolution des mouvements vibratoires
et les diffeacuterents types drsquooscillations engendreacutees ainsi que les ondes meacutecaniques et les
mouvements ondulatoires engendreacutes
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
PARTIE I VIBRATIONS Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les vibrations Deacutefinition drsquoun mouvement vibratoire Exemples de systegravemes vibratoires Mouvements peacuteriodiques Chapitre 2 Systegravemes lineacuteaires agrave un degreacute de liberteacute 21 Les oscillations libres Lrsquooscillateur harmonique Pulsation propre drsquoun oscillateur harmonique Lrsquoeacutenergie drsquoun oscillateur harmonique 22 Les oscillations libres amorties Forces drsquoamortissement Equation des mouvements Oscillations pseudopeacuteriodiques (deacutecreacutement logarithmique facteur de qualiteacute) 23 Les oscillations libres forceacutees Deacutefinition Cas drsquoune excitation sinusoiumldale (reacutesonance deacutephasage) Cas drsquoune excitation peacuteriodique quelconque 24 Les oscillations amorties forceacutees Equation des mouvements Reacutegime transitoire reacutegime permanent Bande passante Facteur de qualiteacute 25 Analogie entre systegravemes oscillants meacutecaniques et eacutelectriques Chapitre 3 Systegravemes lineacuteaires agrave plusieurs degreacutes de liberteacute 31 Systegravemes agrave 2 degreacutes de liberteacute (Cas libres - pulsations propres) amortis et amortis forceacutes 32 Systegravemes agrave N degreacutes de liberteacute (comportement geacuteneacuteral) PARTIE II LES ONDES MECANIQUES Chapitre 4 Geacuteneacuteraliteacutes sur les ondes meacutecaniques 41 Classification des ondes 42 Inteacutegrale geacuteneacuterale de lrsquoeacutequation geacuteneacuterale drsquoondes progressives 43 Vitesse de phase vitesse de groupe 44 Notion de front drsquoonde Exemple des ondes planes ondes spheacuteriques 45 Reacuteflexion et transmission des ondes 46 Relation entre les diffeacuterentes grandeurs repreacutesentant lrsquoonde Chapitre 5 Ondes transversales sur une corde 51 Equation de propagation Impeacutedance caracteacuteristique Energie drsquoune onde progressive Reacuteflexion et transmission des ondes Ondes stationnaires Chapitre 6 Ondes longitudinales dans les fluides 61 Ondes planes dans un tuyau cylindrique Equation drsquoondes dans un gaz Equation drsquoondes dans un liquide Impeacutedance acoustique Impeacutedance caracteacuteristique Energie transporteacutee par une onde Coefficients de reacuteflexion et de transmission drsquoondes (conditions aux limites) 62 Effet Doppler Chapitre 7 Ondes eacutelastiques dans les solides
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 20
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoeacutetudiant acquiegravere les connaissances theacuteoriques et les lois fondamentales de lrsquooptique
geacuteomeacutetrique et physique ainsi que les techniques et les instruments utiliseacutes accompagneacutes
de plusieurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Optique geacuteomeacutetrique 11- Principes et lois de lrsquooptique geacuteomeacutetrique 12- Notions de reacutefringence 13- Lois de Snell-Descartes principe de Fermat et construction de Huygens 14- Miroirs spheacuteriques et miroirs plans formule de position et construction drsquoimages 15- Dioptre plan et dioptre spheacuterique formule de conjugaison grandissement notions de
stigmatisme et construction drsquoimages 16- Prisme formules deacuteviation et dispersion 17- Lentilles minces formules de position et construction drsquoimages 18- Instruments optiques œil loupe microscope hellip Chapitre 2 Optique ondulatoire 21- Geacuteneacuteraliteacutes 22- Principe de superposition de deux ondes monochromatiques de mecircme freacutequence 23- Conditions drsquointerfeacuterence Notion de coheacuterence 24- Interfeacuterences de deux ondes coheacuterentes 25- Interfeacuterences agrave ondes multiples Interfeacuteromegravetres de Michelson et de Peacuterot-Fabry 26- Interfeacuterences en lumiegravere polychromatique Chapitre3 Diffraction et ses Applications 31- Diffraction de Fresnel et diffraction de Fraunhoffer 32- Diffraction par une ouverture rectangulaire et diffraction par une ouverture circulaire Chapitre 4 Polarisation 41- Transversaliteacute des ondes 42- Structure dune onde polariseacutee rectilignement 43- Reacuteflexion et reacutefraction par les corps isotropes transparents Chapitre 5 Lasers et ses applications
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- D FIEL amp P COLIN Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Ellipses (1999) - J-P PEREZ Optique - Fondements et Applications avec 250 exercices et problegravemes reacutesolus
Ed Dunod (2004) - F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005) - T BECHERRAWY Optique Geacuteomeacutetrique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Debœck (2006) - E AMZALLAG La Physique en Fac - Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Dunod (2006) - R TAILLET Optique Physique - Interfeacuterences Diffraction Holographie - Cours et exercices
corrigeacutes Ed Debœck (2006) - HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 21
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur les Vibrations et Ondes
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Oscillations transversales des cordes vibrantes 2- Systegravemes eacutelectromeacutecaniques (le haut-parleur eacutelectrodynamique) 3- Oscillations amorties (circuit RLC en oscillations libres et forceacutees) 4- Oscillations coupleacutees eacutetude des battements 5- Oscillations coupleacutees eacutetude des freacutequences propres 6- Propagation dondes longitudinale dans un fluide 7- Cuve rheacuteographique 8- Tube de KUNDT 9- Pheacutenomegravenes drsquoinduction
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 22
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur lrsquooptique geacuteomeacutetrique amp
physique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Introduction les diffeacuterentes sources et deacutetecteurs de lumiegravere 2- Reacuteflexion (miroir plan miroir spheacuterique) et reacutefraction (airverre verreair) 3- Etude du prisme deacuteviation 4- Etude du prisme dispersion 5- Etude du reacuteseau dispersion 6- Spectroscope agrave prisme spectroscope agrave reacuteseau 7- Focomeacutetrie (deacutetermination de la focale dune lentille) 8- Microscope 9- Polarisation de la lumiegravere (rectiligne circulaire elliptique) 10- Reacuteflexion sur une lame dune OEM plane 11- Spectrophotomeacutetrie (transmission de diffeacuterents filtres optiques) 12- Interfeacuteromeacutetrie (deacutetermination de la longueur donde de lindice dune lame agrave face parallegravele de la vitesse) 13- Diffraction (fentes et reacuteseaux loi de Bragg monochromateur)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005)
- HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 23
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation
Objectifs de lrsquoenseignement
La maicirctrise de lrsquooutil numeacuterique par lrsquoenseignement des langages de programmation
eacutevolueacutes drsquoune part et drsquoautre part par lrsquoenseignement des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations algeacutebriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo informatique 1 amp 2 raquo et laquo matheacutematiques 1
amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Initiation (ou rappel) de langages de programmation informatique MATLAB etou MATHEMATICA etou FORTRAN etou C++ Chapitre 2 Inteacutegration numeacuterique 2 1 Meacutethode des Trapegravezes 2 2 Meacutethode de Simpson Chapitre 3 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations non-lineacuteaires 3 1 Meacutethode de Bissection 3 2 Meacutethode de Newton Chapitre 4 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations diffeacuterentielles ordinaires 4 1 Meacutethode dEuler 4 2 Meacutethode de Runge-Kutta Chapitre 5 Reacutesolution numeacuterique des systegravemes deacutequations lineacuteaires 5 1 Meacutethode de Gauss 5 2 Meacutethode de Gauss-Seidel
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
Pour MATLAB - M DJEBLI amp H DJELOUAH Initiation agrave MATLAB OPU (2013) - R DUKKIPATI MATLAB an introduction with applications New Age International
Publishers India (2010) - C WOODFORD and C Phillips Numerical methods with worked examples MATLAB edition
2nd Ed Springer Ltd (2013) Pour C et C++ - C DELANNOY lsquorsquoC++ pour les programmeurs Crsquorsquo 6egraveme Ed Eyrolles Paris (2004) - C CASTEYDE lsquorsquoCours de CC++rsquorsquo Copyright (2005) Pour FORTRAN - B HAHN lsquorsquoIntroduction to Fortran 90 for scientists and engineersrsquorsquo Capetown University South
Africa (1993) - Ph DrsquoAnfray lsquorsquoFortran 77rsquorsquo Universiteacute Paris XIII (1998) - P CORDE et A FOUILLOUX Langage Fortran Support de cours IDRIS (2010) Pour les meacutethodes numeacuteriques - F JEDRZEIJEWSKI Introduction aux meacutethodes numeacuteriques 2egraveme Ed Springer France
(2005) - J HOFFMAN Numerical methods for engineers and scientists 2nd Ed Marcel Dekker USA
(2001) - A QUARTERONI Meacutethodes numeacuteriques algorithmes analyse et appl Springer Italie (2004)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 24
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Probabiliteacutes amp Statistiques
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de deacutecouvrirrsquo le domaine de
lrsquoaleacuteatoire et des probabiliteacutes ainsi que lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees
expeacuterimentales ou numeacuteriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo matheacutematiques 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Eleacutements de base en theacuteorie des probabiliteacutes (2 semaines) I Historique et motivations (utiliteacute des probabiliteacutes en physique) II Axiomatique de base 1 Espace probabiliseacute Univers tribu probabiliteacutes probabiliteacutes conditionnelles 2 Variables aleacuteatoires Deacutefinitions Lois usuelles Entropie Fonctions de variables aleacuteatoires Systegravemes de variables aleacuteatoires Espeacuterance conditionnelle Chapitre 2 Convergences et theacuteoregravemes limites (2 semaines) 1 Un exemple Variations autour du tirage agrave pile ou face 2 Convergences Loi des grands nombres (forte et faible) Theacuteoregraveme central limite 3 Ineacutegaliteacutes fondamentales Tchebychev Jensen Houmllder 4 Grandes deacuteviations Liens avec la limite thermodynamique en physique statistique Chapitre 3 Analyse des seacuteries statistiques (3 semaines) 1 Seacuteries simples Seacuteries doubles 2 Analyse de reacutegression et correacutelation Reacutegressions lineacuteaire simple et multiple Reacutegression non-lineacuteaire (exponentielle logarithmique polynomiale) Chapitre 4 Statistique infeacuterentielle (4 semaines) 1- Estimation parameacutetrique 2- Tests statistiques (tests de correacutelation tests dindeacutependance tests dajustement test de student ANOVA) Chapitre 5 Analyse des donneacutees (3 semaines) 1-Analyse en composantes principales (ACP) 2- Analyse factorielle discriminante (AFD) 3-Analyse de classification (hieacuterarchique automatique)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- FEMENIAS Probabiliteacutes et statistiques pour les sciences physiques Cours et exercices corrigeacutes Dunod Paris (2003)
- SAPORTA Probabiliteacutes Analyse des Donneacutees et Statistique 3egraveme Ed Technip Paris (2011)
- ESCOUBES Probabiliteacutes et statistiques agrave lusage des physiciens Ed Ellipses Paris (1998)
- W APPEL Probabiliteacutes pour les non probabilistes HampK Edition Paris (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 25
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Cristallographie physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs agrave atteindre par lrsquoenseignement de cette matiegravere sont
- Lrsquointroduction des concepts et des proprieacuteteacutes du cristal et du reacuteseau cristallin et
les diffeacuterents modes de reacuteseaux
- La connaissance des lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les
cristaux
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les bases fondamentales de la chimie et la physique de la
premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition de lrsquoeacutetat cristallin Reacuteseaux deacutefinitions Rangeacutee et plan reacuteticulaire Mailles repreacutesentatives Motif Indices de Miller Reacuteseau reacuteciproque Deacutefinition Quelques proprieacuteteacutes et relations avec grandeur du reacuteseau direct Distance inter reacuteticulaire II ndash Symeacutetrie des figures finies Opeacuterations de symeacutetrie Inversion Rotation Reacuteflexion Inversion rotatoire Reacuteflexion rotatoire Notions de points eacutequivalents III ndash Symeacutetrie des reacuteseaux ndash reacuteseaux de Bravais Systegravemes cristallins Les diffeacuterents modes de reacuteseaux Les quatorze reacuteseaux de Bravais Incompatibiliteacute de certains ordres drsquoaxes de rotation avec les reacuteseaux Quelques relations geacuteomeacutetriques dans les reacuteseaux IV ndash Meacutethodes expeacuterimentales de la diffraction Conditions de diffraction Loi de Bragg Equation de Von Laue Construction drsquoEwald Diffeacuterentes meacutethode de diffraction Meacutethode de Laue Meacutethode de Debye-Scherrer Meacutethode du cristal tournant Meacutethode de Weissenberg Diffractomegravetres automatiques V ndash Liaisons chimiques Geacuteneacuteraliteacutes sur les liaisons chimiques Structures stables et eacutenergie interne Les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Forces drsquoattraction i) Liaisons fortes ndash liaisons de valence Liaison ionique Liaison de covalence Liaison meacutetallique Interaction ion-dipocircle Ii) Liaisons faibles- Liaison de Van der Waals Liaison par transfert de charge Liaison hydrogegravene Forces de reacutepulsion
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 26
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Histoire de la Physique
Objectifs de lrsquoenseignement Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert le monde
fabuleux de la physique et son histoire agrave travers le temps et la contribution de ses savants
Connaissances preacutealables recommandeacutees Connaicirctre les sciences physiques de la
premiegravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
1- La physique ancienne 11 Origine de la physique 12 La physique avant Aristote Thales Pythagore Empeacutedocle 13 Les atomistes Leucippe Deacutemocritehellip 14 La physique agrave lrsquoeacutepoque drsquoAristote Theacuteophraste Straton Eacutepicure Zeacutenon 15 Ecole drsquoAlexandrie amp la Physique Euclide Archimegravede Eratosthegravene Ptoleacutemeacutee 2- La contribution de la civilisation islamique agrave lrsquoeacutevolution de la physique 21 Contribution aux progregraves de lrsquoastronomie (al-Khawarizmi Habash al Hasib al-Battani les fregraveres Banou Moussa al-Sufi ibn Yunus et al-Biruni al-Zarqali) 22 Contribution aux progregraves de lrsquooptique al-Kindi ibn Sahl al Hazen 23 Contribution aux progregraves de la meacutecanique (al Fārābi al-Khāzinī al-Jāzāri al-Baghdādī al-Rāzī al-Ṭ ūsī)
24 Contribution aux progregraves sur la constitution de la matiegravere 25 Contribution aux progregraves du magneacutetisme 3- La meacutecanique newtonienne et la theacuteorie eacutelectromagneacutetique 31 Copernic Kepler Galileacutee Newton 32 Le XVIIIe siegravecle le triomphe de la meacutecanique Christiaan Huygens les fregraveres Jacques et Jean Bernoulli Leonhard Euler Jean Le Rond drsquoAlembert Louis de Lagrange 33 Le XIXe siegravecle lrsquoeacutelectromagneacutetisme Franccedilois Arago Hans Christian Oersted Michael Faraday James Clerk Maxwell 34 Lrsquooptique drsquoune vision corpusculaire agrave une vision ondulatoire 35 La crise autour de 1900 4- La meacutecanique quantique 41 La constante de Planck 42 Schroumldinger et son eacutequation 43 Heisenberg et la relation drsquoincertitude 44 Pauli et le principe drsquoexclusion 45 Lrsquoatome de Bohr 46 Dirac et ses contributions agrave la physique quantique 5- La theacuteorie de la relativiteacute 51 La theacuteorie de la relativiteacute restreinte Lrsquoeacutequivalence masse-eacutenergie 52 Application eacutenergie nucleacuteaire (fission fusion) 53 La theacuteorie de la relativiteacute geacuteneacuterale La courbure de lrsquoespace-temps 54 Application Expansion de lrsquounivers modegravele standard de la cosmologie
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J ROSMORDUC Une histoire de la physique et de la chimie Le Seuil coll laquo Points Sciences raquo (1985)
- A DJEBBAR et J ROSMORDUC Une histoire de la science arabe Introduction agrave la connaissance du patrimoine scientifique des pays dislam Le Seuil (2001)
- R TATON Histoire geacuteneacuterale des sciences PUF Quadrige (1983) - M BIEZUNSKI Histoire de la physique moderne la Deacutecouverte (1993) - R LOCQUENEUX Histoire de la physique PUF Que sais-je ndeg421 (1987) - M PATY La physique du XXe siegravecle Vuibert (1996)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 27
Semestre 3 UE Deacutecouverte
Matiegravere Chimie Mineacuterale Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant physicien drsquoacqueacuterir les
connaissances et les lois fondamentales de la chimie mineacuterale
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Connaicirctre les sciences physiques de la premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere - Proprieacuteteacutes peacuteriodiques blocs peacuteriodes groupes ndash Peacuteriodiciteacute des proprieacuteteacutes
physiques et chimiques caractegraveres des meacutetaux des non-meacutetaux et des meacutetalloiumldes Compleacutements sur lrsquoeacutetat solide
- Les meacutetaux alcalins et alcalino-terreux les meacutetaux des groupes IIIa et IVa les halogegravenes lrsquooxygegravene et le soufre lrsquoazote et le phosphore
- Les meacutetaux de transition proprieacuteteacutes les composeacutes de coordination nomenclature isomeacuterie theacuteories des orbitales hybrides theacuteorie du champ cristallin theacuteorie des orbitales moleacuteculaires proprieacuteteacutes magneacutetiques et couleurs Les eacuteleacutements des groupes IB IIB IIIB VIIIB les terres rares
- Equilibres en solution Equilibres homogegravene et heacuteteacuterogegravene La constante drsquoeacutequilibre Les facteurs drsquoeacutequilibre Principe de Le CHATELIER Notions geacuteneacuterales sur les solutions
- La solubiliteacute Paramegravetres influenccedilant la solubiliteacute Aspect thermochimique de la solubiliteacute La dissociation ionique et la solvatation
- Les solutions ioniques Acides et Bases La dissociation ionique (Lrsquoeacutequilibre de dissociation (Lrsquoauto - ionisation de lrsquoeau) Produit ionique de lrsquoeau Geacuteneacuteraliteacute sur les acides et les bases (Deacutefinitions Conseacutequences de la deacutefinition de BRONSTED Forces des acides et des bases) Le pH des acides et des bases La notion de pH Calcul du pH drsquoun acide ou drsquoune base Mesure du pH Neutralisation drsquoun acide par une base Force des acides et des bases Proprieacuteteacute AcidoBasiques - Notion de pH
- Les sels en solution Etude des sels peu solubles (Deacutefinitions Solubiliteacute de sels Produits de solubiliteacute Deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre de solubiliteacute)
- Oxydoreacuteduction Notion de degreacute drsquooxydations ndashReacuteactions Mode drsquoeacutevaluation Examen 100 Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3
Objectifs de lrsquoenseignement
- Acquisition drsquoune culture de langue scientifique et des bases de langage courant - Acquisition drsquoune capaciteacute aux techniques de lrsquoexposeacute oral Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues eacutetrangegraveres 1 et 2 enseigneacutees en L1
SM
Contenu de la matiegravere
Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue eacutetrangegravere Entraicircnement agrave la compreacutehension de documents eacutecrits relatifs au domaine de la physique On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique Tous les supports seront utiliseacutes - Traduction de notices et publications Reacutedaction de reacutesumeacutes Bibliographie et exposeacutes de projet
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 31
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 32
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 33
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 34
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 35
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 36
Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 37
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 38
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
------------------
Aoucirct 2014
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SOMMAIRE I - Fiches drsquoorganisation semestrielle des enseignements -------------------------------------
1- Semestre 1 ------------------------------------------------------------------------------------ 2- Semestre 2 ------------------------------------------------------------------------------------
II - Fiches drsquoorganisation des uniteacutes drsquoenseignement -------------------------------------------- III - Programme deacutetailleacute par matiegravere -------------------------------------------------------------------
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I ndash Fiche drsquoorganisation semestrielle des enseignements
Filiegravere Physique 1- Semestre 3
Uniteacute drsquoEnseignement VHS VH hebdomadaire Autre
(14-16 sem) Coeff Creacutedits
Mode deacutevaluation 14-16 sem C TD TP 14-16 sem C
UE fondamentale UEF3 (OP) 225h00 9h00 6h00 275h00 10 20 33 67 Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles
67h30 3h00 1h30 - 82h30 3 6 33 67
Meacutecanique Analytique 67h30 3h00 1h30 - 82h30 3 6 33 67 Vibrations amp Ondes 45h00 1h30 1h30 - 55h00 2 4 33 67 Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique 45h00 1h30 1h30 - 55h00 2 4 33 67
UE meacutethodologie UEM3 (OP) 90h00 1h30 4h30 85h00 4 7 50 50 Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes
22h30 - - 1h30 27h30 1 2 50 50
Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique
22h30 - - 1h30 27h30 1 2 50 50
Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation
45h00 1h30 - 1h30 30h00 2 3 50 50
UE deacutecouverte UED3 (OP) Une matiegravere agrave choisir parmi 45h00 1h30 1h30 5h00 2 2 100
Probabiliteacutes amp Statistiques
45h00 1h30 1h30 - 5h00 2 2 - 100 Cristallographie physique Histoire de la Physique Chimie Mineacuterale
UE transversale UET (OP) 15h00 1h00 10h00 1 1 100 Langues eacutetrangegraveres 3 15h00 1h00 - - 10h00 1 1 - 100
Total Semestre 1 375h00 13h00 7h30 4h30 375h00 17 30 Autre = Travail compleacutementaire en consultation semestrielle (travail personnel de lrsquoeacutetudiant)
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Filiegravere Physique
2- Semestre 4
Uniteacute drsquoEnseignement VHS VH hebdomadaire Autre
(14-16 sem) Coeff Creacutedits
Mode deacutevaluation 14-16 sem C TD TP 14-16 sem C
UE fondamentale UEF4 (OP) 202h30 7h30 6h00 24730 9 18 Thermodynamique 67h30 3h00 1h30 - 82h30 3 6 33 67 Fonction de la Variable Complexe
45h00 1h30 1h30 - 55h00 2 4 33 67
Meacutecanique Quantique 45h00 1h30 1h30 - 55h00 2 4 33 67 Electromagneacutetisme 45h00 1h30 1h30 - 55h00 2 4 33 67
UE meacutethodologie UEM 4(OP) 112h30 3h00 4h30 87h30 5 8 Travaux Pratiques Thermodynamique
22h30 - 1h30 27h30 1 2 50 50
Meacutecanique des Fluides 45h00 1h30 1h30 30h00 2 3 50 50 Electronique Geacuteneacuterale 45h00 1h30 1h30 30h00 2 3 50 50
UE deacutecouverte UED4 (OP) Une matiegravere agrave choisir parmi 45h00 1h30 1h30 30h00 2 3
Physique Atomique amp Nucleacuteaire
45h00 1h30 1h30 - 30h00 2 3 100 Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique Spectroscopie Techniques drsquoAnalyse
UE transversale UET4 (OP) 15h00 1h00 10h00 1 1 Langues eacutetrangegraveres 4 15h00 1h00 - - 10h00 1 1 100
Total Semestre 4 375h00 13h00 7h30 4h30 375h00 17 30 Autre = Travail compleacutementaire en consultation semestrielle (travail personnel de lrsquoeacutetudiant)
II ndash Fiches drsquoorganisation des uniteacutes drsquoenseignement (Etablir une fiche par UE)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 135h00 TD 90h00 TP - Travail personnel 275h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 10 Creacutedits = 20 Matiegravere1 Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles Creacutedits 6 Coefficient 3 Matiegravere 2 Meacutecanique Analytique Creacutedits 6 Coefficient 3 Matiegravere 3 Vibrations amp Ondes Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 4 Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique Creacutedits 4 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 33 Examen 67
Description des matiegraveres
Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles Calcul drsquointeacutegrales et des seacuteries numeacuteriques et meacutethodes de reacutesolution des eacutequations diffeacuterentielles du premier et second ordre Application des transformeacutees de Laplace et de Fourier Meacutecanique Analytique La Meacutecanique classique et les puissants formalismes de Lagrange et de Hamilton aux mouvements des solides Vibrations amp Ondes Les diffeacuterents types de mouvements vibratoires ou oscillatoires appliqueacutes aux systegravemes lineacuteaires avec les ondes meacutecaniques et leurs propagations Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Les lois fondamentales de lrsquooptique geacuteomeacutetrique et physique ainsi que les techniques et les instruments utiliseacutes accompagneacutes de plusieurs applications
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Semestre 3
UE Meacutethodologie
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 67h30 Travail personnel 85h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 4 Creacutedits = 7 Matiegravere1 Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 2 Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 3 Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 50 Examen 50
Description des matiegraveres
Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes Consolidation des connaissances theacuteoriques
sur les Vibrations et Ondes Apprentissage et
visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes aux
Vibrations et Ondes
Travaux Pratiques drsquoOptique
Geacuteomeacutetrique amp Physique
Consolidation des connaissances theacuteoriques
sur les Vibrations et Ondes Apprentissage et
visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquoOptique
Meacutethodes Numeacuteriques et
Programmation
Speacutecialisation en langages de programmation
eacutevolueacutes et eacutetude des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations
algeacutebriques
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 22h30 Travail personnel 05h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 2 Creacutedits = 2
Une matiegravere agrave choisir parmi Matiegravere1 Probabiliteacutes amp Statistiques Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 2 Cristallographie physique Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 3 Histoire de la Physique Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 4 Chimie Mineacuterale Creacutedits 2 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Probabiliteacutes amp Statistiques Ces branches matheacutematiques sont en eacutetroite relation avec la physique dans le domaine de lrsquoaleacuteatoire et la theacuteorie probabiliste ainsi que pour lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees Cristallographie physique Deacutefinitions et proprieacuteteacutes de lrsquoeacutetat cristallin et du reacuteseau cristallin et ses diffeacuterents modes Les lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Histoire de la Physique La fabuleuse eacutevolution de la physique dans le temps et au sein de lrsquohumaniteacute par le deacuteveloppement des branches de la physique et les deacutecouvertes des savants Chimie Mineacuterale Proprieacuteteacutes et traitement des solutions ioniques des Acides et Bases des eacutequilibres en solution de la solubiliteacute et de lrsquooxydoreacuteduction meacutetaux alcalins et alcalino-terreux
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Semestre 3 UE Transversale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 15h00 TD - TP - Travail personnel 10h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 1 Creacutedit = 1
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3 Creacutedit 1 Coefficient 1
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Langues eacutetrangegraveres 3 Anglais 3 ou Franccedilais 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue anglaise franccedilaise
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 12
Semestre 4
UE Fondamentale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 110h30 TD 90h00 TP - Travail personnel 247h30
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 9 Creacutedits = 18 Matiegravere1 Thermodynamique Creacutedits 6 Coefficient 3 Matiegravere 2 Fonction de la Variable Complexe Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 3 Meacutecanique Quantique Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 3 Electromagneacutetisme Creacutedits 4 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 33 Examen 67
Description des matiegraveres
Thermodynamique Les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie Les fonctions thermodynamiques et lrsquoirreacuteversibiliteacute Fonction de la Variable Complexe Les fonctions holomorphes et les fonctions eacuteleacutementaires Les theacuteoregravemes fondamentaux et des reacutesidus et leurs applications Meacutecanique Quantique Les particules eacuteleacutementaires en meacutecanique quantique Le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique Electromagneacutetisme Le Champ magneacutetique la force de Lorentz et les eacutequations de Maxwell La propagation et le rayonnement des ondes eacutelectromagneacutetiques
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 45h00 TD - TP 67h30 Travail personnel 87h30
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 5 Creacutedits = 8 Matiegravere1 Travaux Pratiques de Thermodynamique Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 2 Meacutecanique des Fluides Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 3 Electronique Geacuteneacuterale Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 50 Examen 50
Description des matiegraveres
Travaux Pratiques de Thermodynamique Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la Thermodynamique Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique Meacutecanique des Fluides Fondements de la Meacutecanique des Fluides la statique la cineacutematique et la dynamique des fluides parfaits et visqueux accompagneacutes drsquoexemples drsquoapplication (travaux pratiques) Electronique Geacuteneacuterale Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme de travaux pratiques
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Semestre 4 UE Deacutecouverte
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 22h30 Travail personnel 30h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 2 Creacutedits = 3
Une matiegravere agrave choisir parmi Matiegravere1 Physique Atomique amp Nucleacuteaire Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 2 Notions drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 3 Spectroscopie Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 4 Techniques drsquoAnalyse Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Physique Atomique amp Nucleacuteaire Deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Notions drsquoAstronomie et
drsquoAstrophysique Deacutecouvrir lrsquoinfiniment grand avec notre galaxie et le systegraveme solaire les planegravetes et les eacutetoiles Spectroscopie Comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites Techniques drsquoAnalyse Deacutecouvrir les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
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Semestre 4
UE Transversale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 15h00 TD - TP - Travail personnel 10h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 1 Creacutedit = 1
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4 Creacutedit 1 Coefficient 1
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Langues eacutetrangegraveres 4 Anglais 4 ou
Franccedilais 4 Cette uniteacute est une continuiteacute de lrsquouniteacute Langues eacutetrangegraveres 3 Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique - Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur
internet
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 16
III - Programme deacutetailleacute par matiegravere (1 fiche deacutetailleacutee par matiegravere)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 17
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles
Objectifs de lrsquoenseignement
Drsquoune importance capitale pour un physicien lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave
lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les meacutethodes de calcul drsquointeacutegrales en diffeacuterentes dimensions ainsi
que les meacutethodes menant agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles neacutecessaires pour la
reacutesolution des problegravemes de physique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Inteacutegrales simples et multiples (2 semaines) Rappels sur lrsquointeacutegrale de Riemann et sur le calcul de primitives Inteacutegrales doubles et triples Application au calcul drsquoaires de volumeshellip Chapitre 2 Inteacutegrale impropres (2 semaines) Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle non borneacute Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle borneacute infinies agrave lrsquoune des extreacutemiteacutes Chapitre 3 Equations diffeacuterentielles (2 semaines) Equations diffeacuterentielles ordinaires du 1er et du 2egraveme ordre Eleacutements drsquoeacutequations aux deacuteriveacutees partielles Chapitre 4 Seacuteries (3 semaines) Seacuteries numeacuteriques Suites et seacuteries de fonctions Seacuteries entiegraveres seacuteries de Fourrier Chapitre 5 Transformation de Laplace (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles Chapitre 6 Transformation de Fourier (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP Sciences Paris (2007)
- Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris (2008)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences Concepts meacutethodes et techniques pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
- J M RAKOSOTON J E RAKOSOTON Analyse fonctionnelle appliqueacutee aux eacutequations aux deacuteriveacutees partielles Ed PUF (1999)
- S NICAISE Analyse numeacuterique et eacutequations aux deacuteriveacutees partielles cours et problegravemes reacutesolus Ed Dunod Paris (2000)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 18
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Analytique
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance des fondements de la meacutecanique classique que ce soit agrave lrsquoeacutechelle du
point mateacuteriel (meacutecanique du point) ou agrave lrsquoeacutechelle du solide (meacutecanique du solide) par
lrsquoenseignement des formalismes de Lagrange et drsquoHamilton
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Rappels de meacutecanique classique Cineacutematique drsquoune particule Dynamique drsquoune particule Travail et eacutenergie Systegravemes agrave N particules et forces exteacuterieures Degreacutes de liberteacute Chapitre 2 Formalisme de Lagrange Coordonneacutees geacuteneacuteraliseacutees Variation fonctionnelle Le Lagrangien Coordonneacutees curvilignes Contraintes holonomes et non holonomes Applications Particule dans un champ gravitationnel particule lieacutee agrave un ressort problegraveme agrave deux corps le potentiel central Chapitre 3 Formalisme de Hamilton Transformation de Legendre LrsquoHamiltonien Variables canoniques et crochets de Poisson Moments geacuteneacuteraliseacutes Transformations canoniques La meacutethode de Hamilton-Jacobi Lrsquoespace des phases Variables angle-action et fonction geacuteneacuteratrice Systegravemes inteacutegrables Chapitre 4 Mouvement drsquoun solide indeacuteformable Degreacutes de liberteacute drsquoun solide Energie cineacutetique Axes principaux et tenseur drsquoinertie Moment cineacutetique drsquoun solide Approche vectorielle et eacutequations drsquoEuler Approche Lagrangienne et angles drsquoEuler Toupie symeacutetrique Chapitre 5 Meacutecanique Lagrangienne des milieux continus Le passage agrave la limite continue Theacuteorie classique des champs Equations drsquoEuler-Lagrange du champ Chapitre 6 Theacuteoregraveme de Liouville Equation de Hamilton-Jacobi
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A CHARLIER A BERARD M CHARLIER Meacutecanique Analytique - Du cours aux travaux dirigeacutes Ed Ellipses (1989)
- LANDAU et LIFCHITZ Meacutecanique Editions Mir (Moscou) et Ellipses (Paris) - BOUCIF Introduction agrave la meacutecanique analytique De Boeck Bruxelles (2012) - TAYLOR Meacutecanique classique Ellipses Paris (2007) - MARTIN-ROBINE Histoire du principe de moindre action Vuibert Paris (2006) - GOLDSTEIN et al Classical mechanics 3rd Ed Addison-Wesley (USA) (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 19
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance theacuteorique la compreacutehension et la reacutesolution des mouvements vibratoires
et les diffeacuterents types drsquooscillations engendreacutees ainsi que les ondes meacutecaniques et les
mouvements ondulatoires engendreacutes
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
PARTIE I VIBRATIONS Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les vibrations Deacutefinition drsquoun mouvement vibratoire Exemples de systegravemes vibratoires Mouvements peacuteriodiques Chapitre 2 Systegravemes lineacuteaires agrave un degreacute de liberteacute 21 Les oscillations libres Lrsquooscillateur harmonique Pulsation propre drsquoun oscillateur harmonique Lrsquoeacutenergie drsquoun oscillateur harmonique 22 Les oscillations libres amorties Forces drsquoamortissement Equation des mouvements Oscillations pseudopeacuteriodiques (deacutecreacutement logarithmique facteur de qualiteacute) 23 Les oscillations libres forceacutees Deacutefinition Cas drsquoune excitation sinusoiumldale (reacutesonance deacutephasage) Cas drsquoune excitation peacuteriodique quelconque 24 Les oscillations amorties forceacutees Equation des mouvements Reacutegime transitoire reacutegime permanent Bande passante Facteur de qualiteacute 25 Analogie entre systegravemes oscillants meacutecaniques et eacutelectriques Chapitre 3 Systegravemes lineacuteaires agrave plusieurs degreacutes de liberteacute 31 Systegravemes agrave 2 degreacutes de liberteacute (Cas libres - pulsations propres) amortis et amortis forceacutes 32 Systegravemes agrave N degreacutes de liberteacute (comportement geacuteneacuteral) PARTIE II LES ONDES MECANIQUES Chapitre 4 Geacuteneacuteraliteacutes sur les ondes meacutecaniques 41 Classification des ondes 42 Inteacutegrale geacuteneacuterale de lrsquoeacutequation geacuteneacuterale drsquoondes progressives 43 Vitesse de phase vitesse de groupe 44 Notion de front drsquoonde Exemple des ondes planes ondes spheacuteriques 45 Reacuteflexion et transmission des ondes 46 Relation entre les diffeacuterentes grandeurs repreacutesentant lrsquoonde Chapitre 5 Ondes transversales sur une corde 51 Equation de propagation Impeacutedance caracteacuteristique Energie drsquoune onde progressive Reacuteflexion et transmission des ondes Ondes stationnaires Chapitre 6 Ondes longitudinales dans les fluides 61 Ondes planes dans un tuyau cylindrique Equation drsquoondes dans un gaz Equation drsquoondes dans un liquide Impeacutedance acoustique Impeacutedance caracteacuteristique Energie transporteacutee par une onde Coefficients de reacuteflexion et de transmission drsquoondes (conditions aux limites) 62 Effet Doppler Chapitre 7 Ondes eacutelastiques dans les solides
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoeacutetudiant acquiegravere les connaissances theacuteoriques et les lois fondamentales de lrsquooptique
geacuteomeacutetrique et physique ainsi que les techniques et les instruments utiliseacutes accompagneacutes
de plusieurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Optique geacuteomeacutetrique 11- Principes et lois de lrsquooptique geacuteomeacutetrique 12- Notions de reacutefringence 13- Lois de Snell-Descartes principe de Fermat et construction de Huygens 14- Miroirs spheacuteriques et miroirs plans formule de position et construction drsquoimages 15- Dioptre plan et dioptre spheacuterique formule de conjugaison grandissement notions de
stigmatisme et construction drsquoimages 16- Prisme formules deacuteviation et dispersion 17- Lentilles minces formules de position et construction drsquoimages 18- Instruments optiques œil loupe microscope hellip Chapitre 2 Optique ondulatoire 21- Geacuteneacuteraliteacutes 22- Principe de superposition de deux ondes monochromatiques de mecircme freacutequence 23- Conditions drsquointerfeacuterence Notion de coheacuterence 24- Interfeacuterences de deux ondes coheacuterentes 25- Interfeacuterences agrave ondes multiples Interfeacuteromegravetres de Michelson et de Peacuterot-Fabry 26- Interfeacuterences en lumiegravere polychromatique Chapitre3 Diffraction et ses Applications 31- Diffraction de Fresnel et diffraction de Fraunhoffer 32- Diffraction par une ouverture rectangulaire et diffraction par une ouverture circulaire Chapitre 4 Polarisation 41- Transversaliteacute des ondes 42- Structure dune onde polariseacutee rectilignement 43- Reacuteflexion et reacutefraction par les corps isotropes transparents Chapitre 5 Lasers et ses applications
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- D FIEL amp P COLIN Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Ellipses (1999) - J-P PEREZ Optique - Fondements et Applications avec 250 exercices et problegravemes reacutesolus
Ed Dunod (2004) - F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005) - T BECHERRAWY Optique Geacuteomeacutetrique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Debœck (2006) - E AMZALLAG La Physique en Fac - Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Dunod (2006) - R TAILLET Optique Physique - Interfeacuterences Diffraction Holographie - Cours et exercices
corrigeacutes Ed Debœck (2006) - HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
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Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur les Vibrations et Ondes
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Oscillations transversales des cordes vibrantes 2- Systegravemes eacutelectromeacutecaniques (le haut-parleur eacutelectrodynamique) 3- Oscillations amorties (circuit RLC en oscillations libres et forceacutees) 4- Oscillations coupleacutees eacutetude des battements 5- Oscillations coupleacutees eacutetude des freacutequences propres 6- Propagation dondes longitudinale dans un fluide 7- Cuve rheacuteographique 8- Tube de KUNDT 9- Pheacutenomegravenes drsquoinduction
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
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Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur lrsquooptique geacuteomeacutetrique amp
physique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Introduction les diffeacuterentes sources et deacutetecteurs de lumiegravere 2- Reacuteflexion (miroir plan miroir spheacuterique) et reacutefraction (airverre verreair) 3- Etude du prisme deacuteviation 4- Etude du prisme dispersion 5- Etude du reacuteseau dispersion 6- Spectroscope agrave prisme spectroscope agrave reacuteseau 7- Focomeacutetrie (deacutetermination de la focale dune lentille) 8- Microscope 9- Polarisation de la lumiegravere (rectiligne circulaire elliptique) 10- Reacuteflexion sur une lame dune OEM plane 11- Spectrophotomeacutetrie (transmission de diffeacuterents filtres optiques) 12- Interfeacuteromeacutetrie (deacutetermination de la longueur donde de lindice dune lame agrave face parallegravele de la vitesse) 13- Diffraction (fentes et reacuteseaux loi de Bragg monochromateur)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005)
- HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation
Objectifs de lrsquoenseignement
La maicirctrise de lrsquooutil numeacuterique par lrsquoenseignement des langages de programmation
eacutevolueacutes drsquoune part et drsquoautre part par lrsquoenseignement des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations algeacutebriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo informatique 1 amp 2 raquo et laquo matheacutematiques 1
amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Initiation (ou rappel) de langages de programmation informatique MATLAB etou MATHEMATICA etou FORTRAN etou C++ Chapitre 2 Inteacutegration numeacuterique 2 1 Meacutethode des Trapegravezes 2 2 Meacutethode de Simpson Chapitre 3 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations non-lineacuteaires 3 1 Meacutethode de Bissection 3 2 Meacutethode de Newton Chapitre 4 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations diffeacuterentielles ordinaires 4 1 Meacutethode dEuler 4 2 Meacutethode de Runge-Kutta Chapitre 5 Reacutesolution numeacuterique des systegravemes deacutequations lineacuteaires 5 1 Meacutethode de Gauss 5 2 Meacutethode de Gauss-Seidel
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
Pour MATLAB - M DJEBLI amp H DJELOUAH Initiation agrave MATLAB OPU (2013) - R DUKKIPATI MATLAB an introduction with applications New Age International
Publishers India (2010) - C WOODFORD and C Phillips Numerical methods with worked examples MATLAB edition
2nd Ed Springer Ltd (2013) Pour C et C++ - C DELANNOY lsquorsquoC++ pour les programmeurs Crsquorsquo 6egraveme Ed Eyrolles Paris (2004) - C CASTEYDE lsquorsquoCours de CC++rsquorsquo Copyright (2005) Pour FORTRAN - B HAHN lsquorsquoIntroduction to Fortran 90 for scientists and engineersrsquorsquo Capetown University South
Africa (1993) - Ph DrsquoAnfray lsquorsquoFortran 77rsquorsquo Universiteacute Paris XIII (1998) - P CORDE et A FOUILLOUX Langage Fortran Support de cours IDRIS (2010) Pour les meacutethodes numeacuteriques - F JEDRZEIJEWSKI Introduction aux meacutethodes numeacuteriques 2egraveme Ed Springer France
(2005) - J HOFFMAN Numerical methods for engineers and scientists 2nd Ed Marcel Dekker USA
(2001) - A QUARTERONI Meacutethodes numeacuteriques algorithmes analyse et appl Springer Italie (2004)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Probabiliteacutes amp Statistiques
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de deacutecouvrirrsquo le domaine de
lrsquoaleacuteatoire et des probabiliteacutes ainsi que lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees
expeacuterimentales ou numeacuteriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo matheacutematiques 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Eleacutements de base en theacuteorie des probabiliteacutes (2 semaines) I Historique et motivations (utiliteacute des probabiliteacutes en physique) II Axiomatique de base 1 Espace probabiliseacute Univers tribu probabiliteacutes probabiliteacutes conditionnelles 2 Variables aleacuteatoires Deacutefinitions Lois usuelles Entropie Fonctions de variables aleacuteatoires Systegravemes de variables aleacuteatoires Espeacuterance conditionnelle Chapitre 2 Convergences et theacuteoregravemes limites (2 semaines) 1 Un exemple Variations autour du tirage agrave pile ou face 2 Convergences Loi des grands nombres (forte et faible) Theacuteoregraveme central limite 3 Ineacutegaliteacutes fondamentales Tchebychev Jensen Houmllder 4 Grandes deacuteviations Liens avec la limite thermodynamique en physique statistique Chapitre 3 Analyse des seacuteries statistiques (3 semaines) 1 Seacuteries simples Seacuteries doubles 2 Analyse de reacutegression et correacutelation Reacutegressions lineacuteaire simple et multiple Reacutegression non-lineacuteaire (exponentielle logarithmique polynomiale) Chapitre 4 Statistique infeacuterentielle (4 semaines) 1- Estimation parameacutetrique 2- Tests statistiques (tests de correacutelation tests dindeacutependance tests dajustement test de student ANOVA) Chapitre 5 Analyse des donneacutees (3 semaines) 1-Analyse en composantes principales (ACP) 2- Analyse factorielle discriminante (AFD) 3-Analyse de classification (hieacuterarchique automatique)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- FEMENIAS Probabiliteacutes et statistiques pour les sciences physiques Cours et exercices corrigeacutes Dunod Paris (2003)
- SAPORTA Probabiliteacutes Analyse des Donneacutees et Statistique 3egraveme Ed Technip Paris (2011)
- ESCOUBES Probabiliteacutes et statistiques agrave lusage des physiciens Ed Ellipses Paris (1998)
- W APPEL Probabiliteacutes pour les non probabilistes HampK Edition Paris (2013)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Cristallographie physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs agrave atteindre par lrsquoenseignement de cette matiegravere sont
- Lrsquointroduction des concepts et des proprieacuteteacutes du cristal et du reacuteseau cristallin et
les diffeacuterents modes de reacuteseaux
- La connaissance des lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les
cristaux
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les bases fondamentales de la chimie et la physique de la
premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition de lrsquoeacutetat cristallin Reacuteseaux deacutefinitions Rangeacutee et plan reacuteticulaire Mailles repreacutesentatives Motif Indices de Miller Reacuteseau reacuteciproque Deacutefinition Quelques proprieacuteteacutes et relations avec grandeur du reacuteseau direct Distance inter reacuteticulaire II ndash Symeacutetrie des figures finies Opeacuterations de symeacutetrie Inversion Rotation Reacuteflexion Inversion rotatoire Reacuteflexion rotatoire Notions de points eacutequivalents III ndash Symeacutetrie des reacuteseaux ndash reacuteseaux de Bravais Systegravemes cristallins Les diffeacuterents modes de reacuteseaux Les quatorze reacuteseaux de Bravais Incompatibiliteacute de certains ordres drsquoaxes de rotation avec les reacuteseaux Quelques relations geacuteomeacutetriques dans les reacuteseaux IV ndash Meacutethodes expeacuterimentales de la diffraction Conditions de diffraction Loi de Bragg Equation de Von Laue Construction drsquoEwald Diffeacuterentes meacutethode de diffraction Meacutethode de Laue Meacutethode de Debye-Scherrer Meacutethode du cristal tournant Meacutethode de Weissenberg Diffractomegravetres automatiques V ndash Liaisons chimiques Geacuteneacuteraliteacutes sur les liaisons chimiques Structures stables et eacutenergie interne Les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Forces drsquoattraction i) Liaisons fortes ndash liaisons de valence Liaison ionique Liaison de covalence Liaison meacutetallique Interaction ion-dipocircle Ii) Liaisons faibles- Liaison de Van der Waals Liaison par transfert de charge Liaison hydrogegravene Forces de reacutepulsion
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Histoire de la Physique
Objectifs de lrsquoenseignement Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert le monde
fabuleux de la physique et son histoire agrave travers le temps et la contribution de ses savants
Connaissances preacutealables recommandeacutees Connaicirctre les sciences physiques de la
premiegravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
1- La physique ancienne 11 Origine de la physique 12 La physique avant Aristote Thales Pythagore Empeacutedocle 13 Les atomistes Leucippe Deacutemocritehellip 14 La physique agrave lrsquoeacutepoque drsquoAristote Theacuteophraste Straton Eacutepicure Zeacutenon 15 Ecole drsquoAlexandrie amp la Physique Euclide Archimegravede Eratosthegravene Ptoleacutemeacutee 2- La contribution de la civilisation islamique agrave lrsquoeacutevolution de la physique 21 Contribution aux progregraves de lrsquoastronomie (al-Khawarizmi Habash al Hasib al-Battani les fregraveres Banou Moussa al-Sufi ibn Yunus et al-Biruni al-Zarqali) 22 Contribution aux progregraves de lrsquooptique al-Kindi ibn Sahl al Hazen 23 Contribution aux progregraves de la meacutecanique (al Fārābi al-Khāzinī al-Jāzāri al-Baghdādī al-Rāzī al-Ṭ ūsī)
24 Contribution aux progregraves sur la constitution de la matiegravere 25 Contribution aux progregraves du magneacutetisme 3- La meacutecanique newtonienne et la theacuteorie eacutelectromagneacutetique 31 Copernic Kepler Galileacutee Newton 32 Le XVIIIe siegravecle le triomphe de la meacutecanique Christiaan Huygens les fregraveres Jacques et Jean Bernoulli Leonhard Euler Jean Le Rond drsquoAlembert Louis de Lagrange 33 Le XIXe siegravecle lrsquoeacutelectromagneacutetisme Franccedilois Arago Hans Christian Oersted Michael Faraday James Clerk Maxwell 34 Lrsquooptique drsquoune vision corpusculaire agrave une vision ondulatoire 35 La crise autour de 1900 4- La meacutecanique quantique 41 La constante de Planck 42 Schroumldinger et son eacutequation 43 Heisenberg et la relation drsquoincertitude 44 Pauli et le principe drsquoexclusion 45 Lrsquoatome de Bohr 46 Dirac et ses contributions agrave la physique quantique 5- La theacuteorie de la relativiteacute 51 La theacuteorie de la relativiteacute restreinte Lrsquoeacutequivalence masse-eacutenergie 52 Application eacutenergie nucleacuteaire (fission fusion) 53 La theacuteorie de la relativiteacute geacuteneacuterale La courbure de lrsquoespace-temps 54 Application Expansion de lrsquounivers modegravele standard de la cosmologie
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J ROSMORDUC Une histoire de la physique et de la chimie Le Seuil coll laquo Points Sciences raquo (1985)
- A DJEBBAR et J ROSMORDUC Une histoire de la science arabe Introduction agrave la connaissance du patrimoine scientifique des pays dislam Le Seuil (2001)
- R TATON Histoire geacuteneacuterale des sciences PUF Quadrige (1983) - M BIEZUNSKI Histoire de la physique moderne la Deacutecouverte (1993) - R LOCQUENEUX Histoire de la physique PUF Que sais-je ndeg421 (1987) - M PATY La physique du XXe siegravecle Vuibert (1996)
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Semestre 3 UE Deacutecouverte
Matiegravere Chimie Mineacuterale Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant physicien drsquoacqueacuterir les
connaissances et les lois fondamentales de la chimie mineacuterale
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Connaicirctre les sciences physiques de la premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere - Proprieacuteteacutes peacuteriodiques blocs peacuteriodes groupes ndash Peacuteriodiciteacute des proprieacuteteacutes
physiques et chimiques caractegraveres des meacutetaux des non-meacutetaux et des meacutetalloiumldes Compleacutements sur lrsquoeacutetat solide
- Les meacutetaux alcalins et alcalino-terreux les meacutetaux des groupes IIIa et IVa les halogegravenes lrsquooxygegravene et le soufre lrsquoazote et le phosphore
- Les meacutetaux de transition proprieacuteteacutes les composeacutes de coordination nomenclature isomeacuterie theacuteories des orbitales hybrides theacuteorie du champ cristallin theacuteorie des orbitales moleacuteculaires proprieacuteteacutes magneacutetiques et couleurs Les eacuteleacutements des groupes IB IIB IIIB VIIIB les terres rares
- Equilibres en solution Equilibres homogegravene et heacuteteacuterogegravene La constante drsquoeacutequilibre Les facteurs drsquoeacutequilibre Principe de Le CHATELIER Notions geacuteneacuterales sur les solutions
- La solubiliteacute Paramegravetres influenccedilant la solubiliteacute Aspect thermochimique de la solubiliteacute La dissociation ionique et la solvatation
- Les solutions ioniques Acides et Bases La dissociation ionique (Lrsquoeacutequilibre de dissociation (Lrsquoauto - ionisation de lrsquoeau) Produit ionique de lrsquoeau Geacuteneacuteraliteacute sur les acides et les bases (Deacutefinitions Conseacutequences de la deacutefinition de BRONSTED Forces des acides et des bases) Le pH des acides et des bases La notion de pH Calcul du pH drsquoun acide ou drsquoune base Mesure du pH Neutralisation drsquoun acide par une base Force des acides et des bases Proprieacuteteacute AcidoBasiques - Notion de pH
- Les sels en solution Etude des sels peu solubles (Deacutefinitions Solubiliteacute de sels Produits de solubiliteacute Deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre de solubiliteacute)
- Oxydoreacuteduction Notion de degreacute drsquooxydations ndashReacuteactions Mode drsquoeacutevaluation Examen 100 Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3
Objectifs de lrsquoenseignement
- Acquisition drsquoune culture de langue scientifique et des bases de langage courant - Acquisition drsquoune capaciteacute aux techniques de lrsquoexposeacute oral Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues eacutetrangegraveres 1 et 2 enseigneacutees en L1
SM
Contenu de la matiegravere
Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue eacutetrangegravere Entraicircnement agrave la compreacutehension de documents eacutecrits relatifs au domaine de la physique On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique Tous les supports seront utiliseacutes - Traduction de notices et publications Reacutedaction de reacutesumeacutes Bibliographie et exposeacutes de projet
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 29
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 31
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 32
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 33
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 34
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 36
Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 37
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 40
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Aoucirct 2014
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L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 4
I ndash Fiche drsquoorganisation semestrielle des enseignements
Filiegravere Physique 1- Semestre 3
Uniteacute drsquoEnseignement VHS VH hebdomadaire Autre
(14-16 sem) Coeff Creacutedits
Mode deacutevaluation 14-16 sem C TD TP 14-16 sem C
UE fondamentale UEF3 (OP) 225h00 9h00 6h00 275h00 10 20 33 67 Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles
67h30 3h00 1h30 - 82h30 3 6 33 67
Meacutecanique Analytique 67h30 3h00 1h30 - 82h30 3 6 33 67 Vibrations amp Ondes 45h00 1h30 1h30 - 55h00 2 4 33 67 Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique 45h00 1h30 1h30 - 55h00 2 4 33 67
UE meacutethodologie UEM3 (OP) 90h00 1h30 4h30 85h00 4 7 50 50 Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes
22h30 - - 1h30 27h30 1 2 50 50
Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique
22h30 - - 1h30 27h30 1 2 50 50
Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation
45h00 1h30 - 1h30 30h00 2 3 50 50
UE deacutecouverte UED3 (OP) Une matiegravere agrave choisir parmi 45h00 1h30 1h30 5h00 2 2 100
Probabiliteacutes amp Statistiques
45h00 1h30 1h30 - 5h00 2 2 - 100 Cristallographie physique Histoire de la Physique Chimie Mineacuterale
UE transversale UET (OP) 15h00 1h00 10h00 1 1 100 Langues eacutetrangegraveres 3 15h00 1h00 - - 10h00 1 1 - 100
Total Semestre 1 375h00 13h00 7h30 4h30 375h00 17 30 Autre = Travail compleacutementaire en consultation semestrielle (travail personnel de lrsquoeacutetudiant)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 6
Filiegravere Physique
2- Semestre 4
Uniteacute drsquoEnseignement VHS VH hebdomadaire Autre
(14-16 sem) Coeff Creacutedits
Mode deacutevaluation 14-16 sem C TD TP 14-16 sem C
UE fondamentale UEF4 (OP) 202h30 7h30 6h00 24730 9 18 Thermodynamique 67h30 3h00 1h30 - 82h30 3 6 33 67 Fonction de la Variable Complexe
45h00 1h30 1h30 - 55h00 2 4 33 67
Meacutecanique Quantique 45h00 1h30 1h30 - 55h00 2 4 33 67 Electromagneacutetisme 45h00 1h30 1h30 - 55h00 2 4 33 67
UE meacutethodologie UEM 4(OP) 112h30 3h00 4h30 87h30 5 8 Travaux Pratiques Thermodynamique
22h30 - 1h30 27h30 1 2 50 50
Meacutecanique des Fluides 45h00 1h30 1h30 30h00 2 3 50 50 Electronique Geacuteneacuterale 45h00 1h30 1h30 30h00 2 3 50 50
UE deacutecouverte UED4 (OP) Une matiegravere agrave choisir parmi 45h00 1h30 1h30 30h00 2 3
Physique Atomique amp Nucleacuteaire
45h00 1h30 1h30 - 30h00 2 3 100 Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique Spectroscopie Techniques drsquoAnalyse
UE transversale UET4 (OP) 15h00 1h00 10h00 1 1 Langues eacutetrangegraveres 4 15h00 1h00 - - 10h00 1 1 100
Total Semestre 4 375h00 13h00 7h30 4h30 375h00 17 30 Autre = Travail compleacutementaire en consultation semestrielle (travail personnel de lrsquoeacutetudiant)
II ndash Fiches drsquoorganisation des uniteacutes drsquoenseignement (Etablir une fiche par UE)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 135h00 TD 90h00 TP - Travail personnel 275h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 10 Creacutedits = 20 Matiegravere1 Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles Creacutedits 6 Coefficient 3 Matiegravere 2 Meacutecanique Analytique Creacutedits 6 Coefficient 3 Matiegravere 3 Vibrations amp Ondes Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 4 Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique Creacutedits 4 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 33 Examen 67
Description des matiegraveres
Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles Calcul drsquointeacutegrales et des seacuteries numeacuteriques et meacutethodes de reacutesolution des eacutequations diffeacuterentielles du premier et second ordre Application des transformeacutees de Laplace et de Fourier Meacutecanique Analytique La Meacutecanique classique et les puissants formalismes de Lagrange et de Hamilton aux mouvements des solides Vibrations amp Ondes Les diffeacuterents types de mouvements vibratoires ou oscillatoires appliqueacutes aux systegravemes lineacuteaires avec les ondes meacutecaniques et leurs propagations Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Les lois fondamentales de lrsquooptique geacuteomeacutetrique et physique ainsi que les techniques et les instruments utiliseacutes accompagneacutes de plusieurs applications
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Semestre 3
UE Meacutethodologie
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 67h30 Travail personnel 85h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 4 Creacutedits = 7 Matiegravere1 Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 2 Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 3 Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 50 Examen 50
Description des matiegraveres
Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes Consolidation des connaissances theacuteoriques
sur les Vibrations et Ondes Apprentissage et
visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes aux
Vibrations et Ondes
Travaux Pratiques drsquoOptique
Geacuteomeacutetrique amp Physique
Consolidation des connaissances theacuteoriques
sur les Vibrations et Ondes Apprentissage et
visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquoOptique
Meacutethodes Numeacuteriques et
Programmation
Speacutecialisation en langages de programmation
eacutevolueacutes et eacutetude des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations
algeacutebriques
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 22h30 Travail personnel 05h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 2 Creacutedits = 2
Une matiegravere agrave choisir parmi Matiegravere1 Probabiliteacutes amp Statistiques Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 2 Cristallographie physique Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 3 Histoire de la Physique Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 4 Chimie Mineacuterale Creacutedits 2 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Probabiliteacutes amp Statistiques Ces branches matheacutematiques sont en eacutetroite relation avec la physique dans le domaine de lrsquoaleacuteatoire et la theacuteorie probabiliste ainsi que pour lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees Cristallographie physique Deacutefinitions et proprieacuteteacutes de lrsquoeacutetat cristallin et du reacuteseau cristallin et ses diffeacuterents modes Les lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Histoire de la Physique La fabuleuse eacutevolution de la physique dans le temps et au sein de lrsquohumaniteacute par le deacuteveloppement des branches de la physique et les deacutecouvertes des savants Chimie Mineacuterale Proprieacuteteacutes et traitement des solutions ioniques des Acides et Bases des eacutequilibres en solution de la solubiliteacute et de lrsquooxydoreacuteduction meacutetaux alcalins et alcalino-terreux
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Semestre 3 UE Transversale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 15h00 TD - TP - Travail personnel 10h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 1 Creacutedit = 1
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3 Creacutedit 1 Coefficient 1
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Langues eacutetrangegraveres 3 Anglais 3 ou Franccedilais 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue anglaise franccedilaise
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Semestre 4
UE Fondamentale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 110h30 TD 90h00 TP - Travail personnel 247h30
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 9 Creacutedits = 18 Matiegravere1 Thermodynamique Creacutedits 6 Coefficient 3 Matiegravere 2 Fonction de la Variable Complexe Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 3 Meacutecanique Quantique Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 3 Electromagneacutetisme Creacutedits 4 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 33 Examen 67
Description des matiegraveres
Thermodynamique Les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie Les fonctions thermodynamiques et lrsquoirreacuteversibiliteacute Fonction de la Variable Complexe Les fonctions holomorphes et les fonctions eacuteleacutementaires Les theacuteoregravemes fondamentaux et des reacutesidus et leurs applications Meacutecanique Quantique Les particules eacuteleacutementaires en meacutecanique quantique Le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique Electromagneacutetisme Le Champ magneacutetique la force de Lorentz et les eacutequations de Maxwell La propagation et le rayonnement des ondes eacutelectromagneacutetiques
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 45h00 TD - TP 67h30 Travail personnel 87h30
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 5 Creacutedits = 8 Matiegravere1 Travaux Pratiques de Thermodynamique Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 2 Meacutecanique des Fluides Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 3 Electronique Geacuteneacuterale Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 50 Examen 50
Description des matiegraveres
Travaux Pratiques de Thermodynamique Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la Thermodynamique Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique Meacutecanique des Fluides Fondements de la Meacutecanique des Fluides la statique la cineacutematique et la dynamique des fluides parfaits et visqueux accompagneacutes drsquoexemples drsquoapplication (travaux pratiques) Electronique Geacuteneacuterale Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme de travaux pratiques
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Semestre 4 UE Deacutecouverte
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 22h30 Travail personnel 30h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 2 Creacutedits = 3
Une matiegravere agrave choisir parmi Matiegravere1 Physique Atomique amp Nucleacuteaire Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 2 Notions drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 3 Spectroscopie Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 4 Techniques drsquoAnalyse Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Physique Atomique amp Nucleacuteaire Deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Notions drsquoAstronomie et
drsquoAstrophysique Deacutecouvrir lrsquoinfiniment grand avec notre galaxie et le systegraveme solaire les planegravetes et les eacutetoiles Spectroscopie Comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites Techniques drsquoAnalyse Deacutecouvrir les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
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Semestre 4
UE Transversale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 15h00 TD - TP - Travail personnel 10h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 1 Creacutedit = 1
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4 Creacutedit 1 Coefficient 1
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Langues eacutetrangegraveres 4 Anglais 4 ou
Franccedilais 4 Cette uniteacute est une continuiteacute de lrsquouniteacute Langues eacutetrangegraveres 3 Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique - Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur
internet
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 16
III - Programme deacutetailleacute par matiegravere (1 fiche deacutetailleacutee par matiegravere)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles
Objectifs de lrsquoenseignement
Drsquoune importance capitale pour un physicien lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave
lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les meacutethodes de calcul drsquointeacutegrales en diffeacuterentes dimensions ainsi
que les meacutethodes menant agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles neacutecessaires pour la
reacutesolution des problegravemes de physique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Inteacutegrales simples et multiples (2 semaines) Rappels sur lrsquointeacutegrale de Riemann et sur le calcul de primitives Inteacutegrales doubles et triples Application au calcul drsquoaires de volumeshellip Chapitre 2 Inteacutegrale impropres (2 semaines) Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle non borneacute Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle borneacute infinies agrave lrsquoune des extreacutemiteacutes Chapitre 3 Equations diffeacuterentielles (2 semaines) Equations diffeacuterentielles ordinaires du 1er et du 2egraveme ordre Eleacutements drsquoeacutequations aux deacuteriveacutees partielles Chapitre 4 Seacuteries (3 semaines) Seacuteries numeacuteriques Suites et seacuteries de fonctions Seacuteries entiegraveres seacuteries de Fourrier Chapitre 5 Transformation de Laplace (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles Chapitre 6 Transformation de Fourier (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP Sciences Paris (2007)
- Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris (2008)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences Concepts meacutethodes et techniques pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
- J M RAKOSOTON J E RAKOSOTON Analyse fonctionnelle appliqueacutee aux eacutequations aux deacuteriveacutees partielles Ed PUF (1999)
- S NICAISE Analyse numeacuterique et eacutequations aux deacuteriveacutees partielles cours et problegravemes reacutesolus Ed Dunod Paris (2000)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 18
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Analytique
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance des fondements de la meacutecanique classique que ce soit agrave lrsquoeacutechelle du
point mateacuteriel (meacutecanique du point) ou agrave lrsquoeacutechelle du solide (meacutecanique du solide) par
lrsquoenseignement des formalismes de Lagrange et drsquoHamilton
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Rappels de meacutecanique classique Cineacutematique drsquoune particule Dynamique drsquoune particule Travail et eacutenergie Systegravemes agrave N particules et forces exteacuterieures Degreacutes de liberteacute Chapitre 2 Formalisme de Lagrange Coordonneacutees geacuteneacuteraliseacutees Variation fonctionnelle Le Lagrangien Coordonneacutees curvilignes Contraintes holonomes et non holonomes Applications Particule dans un champ gravitationnel particule lieacutee agrave un ressort problegraveme agrave deux corps le potentiel central Chapitre 3 Formalisme de Hamilton Transformation de Legendre LrsquoHamiltonien Variables canoniques et crochets de Poisson Moments geacuteneacuteraliseacutes Transformations canoniques La meacutethode de Hamilton-Jacobi Lrsquoespace des phases Variables angle-action et fonction geacuteneacuteratrice Systegravemes inteacutegrables Chapitre 4 Mouvement drsquoun solide indeacuteformable Degreacutes de liberteacute drsquoun solide Energie cineacutetique Axes principaux et tenseur drsquoinertie Moment cineacutetique drsquoun solide Approche vectorielle et eacutequations drsquoEuler Approche Lagrangienne et angles drsquoEuler Toupie symeacutetrique Chapitre 5 Meacutecanique Lagrangienne des milieux continus Le passage agrave la limite continue Theacuteorie classique des champs Equations drsquoEuler-Lagrange du champ Chapitre 6 Theacuteoregraveme de Liouville Equation de Hamilton-Jacobi
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A CHARLIER A BERARD M CHARLIER Meacutecanique Analytique - Du cours aux travaux dirigeacutes Ed Ellipses (1989)
- LANDAU et LIFCHITZ Meacutecanique Editions Mir (Moscou) et Ellipses (Paris) - BOUCIF Introduction agrave la meacutecanique analytique De Boeck Bruxelles (2012) - TAYLOR Meacutecanique classique Ellipses Paris (2007) - MARTIN-ROBINE Histoire du principe de moindre action Vuibert Paris (2006) - GOLDSTEIN et al Classical mechanics 3rd Ed Addison-Wesley (USA) (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 19
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance theacuteorique la compreacutehension et la reacutesolution des mouvements vibratoires
et les diffeacuterents types drsquooscillations engendreacutees ainsi que les ondes meacutecaniques et les
mouvements ondulatoires engendreacutes
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
PARTIE I VIBRATIONS Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les vibrations Deacutefinition drsquoun mouvement vibratoire Exemples de systegravemes vibratoires Mouvements peacuteriodiques Chapitre 2 Systegravemes lineacuteaires agrave un degreacute de liberteacute 21 Les oscillations libres Lrsquooscillateur harmonique Pulsation propre drsquoun oscillateur harmonique Lrsquoeacutenergie drsquoun oscillateur harmonique 22 Les oscillations libres amorties Forces drsquoamortissement Equation des mouvements Oscillations pseudopeacuteriodiques (deacutecreacutement logarithmique facteur de qualiteacute) 23 Les oscillations libres forceacutees Deacutefinition Cas drsquoune excitation sinusoiumldale (reacutesonance deacutephasage) Cas drsquoune excitation peacuteriodique quelconque 24 Les oscillations amorties forceacutees Equation des mouvements Reacutegime transitoire reacutegime permanent Bande passante Facteur de qualiteacute 25 Analogie entre systegravemes oscillants meacutecaniques et eacutelectriques Chapitre 3 Systegravemes lineacuteaires agrave plusieurs degreacutes de liberteacute 31 Systegravemes agrave 2 degreacutes de liberteacute (Cas libres - pulsations propres) amortis et amortis forceacutes 32 Systegravemes agrave N degreacutes de liberteacute (comportement geacuteneacuteral) PARTIE II LES ONDES MECANIQUES Chapitre 4 Geacuteneacuteraliteacutes sur les ondes meacutecaniques 41 Classification des ondes 42 Inteacutegrale geacuteneacuterale de lrsquoeacutequation geacuteneacuterale drsquoondes progressives 43 Vitesse de phase vitesse de groupe 44 Notion de front drsquoonde Exemple des ondes planes ondes spheacuteriques 45 Reacuteflexion et transmission des ondes 46 Relation entre les diffeacuterentes grandeurs repreacutesentant lrsquoonde Chapitre 5 Ondes transversales sur une corde 51 Equation de propagation Impeacutedance caracteacuteristique Energie drsquoune onde progressive Reacuteflexion et transmission des ondes Ondes stationnaires Chapitre 6 Ondes longitudinales dans les fluides 61 Ondes planes dans un tuyau cylindrique Equation drsquoondes dans un gaz Equation drsquoondes dans un liquide Impeacutedance acoustique Impeacutedance caracteacuteristique Energie transporteacutee par une onde Coefficients de reacuteflexion et de transmission drsquoondes (conditions aux limites) 62 Effet Doppler Chapitre 7 Ondes eacutelastiques dans les solides
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 20
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoeacutetudiant acquiegravere les connaissances theacuteoriques et les lois fondamentales de lrsquooptique
geacuteomeacutetrique et physique ainsi que les techniques et les instruments utiliseacutes accompagneacutes
de plusieurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Optique geacuteomeacutetrique 11- Principes et lois de lrsquooptique geacuteomeacutetrique 12- Notions de reacutefringence 13- Lois de Snell-Descartes principe de Fermat et construction de Huygens 14- Miroirs spheacuteriques et miroirs plans formule de position et construction drsquoimages 15- Dioptre plan et dioptre spheacuterique formule de conjugaison grandissement notions de
stigmatisme et construction drsquoimages 16- Prisme formules deacuteviation et dispersion 17- Lentilles minces formules de position et construction drsquoimages 18- Instruments optiques œil loupe microscope hellip Chapitre 2 Optique ondulatoire 21- Geacuteneacuteraliteacutes 22- Principe de superposition de deux ondes monochromatiques de mecircme freacutequence 23- Conditions drsquointerfeacuterence Notion de coheacuterence 24- Interfeacuterences de deux ondes coheacuterentes 25- Interfeacuterences agrave ondes multiples Interfeacuteromegravetres de Michelson et de Peacuterot-Fabry 26- Interfeacuterences en lumiegravere polychromatique Chapitre3 Diffraction et ses Applications 31- Diffraction de Fresnel et diffraction de Fraunhoffer 32- Diffraction par une ouverture rectangulaire et diffraction par une ouverture circulaire Chapitre 4 Polarisation 41- Transversaliteacute des ondes 42- Structure dune onde polariseacutee rectilignement 43- Reacuteflexion et reacutefraction par les corps isotropes transparents Chapitre 5 Lasers et ses applications
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- D FIEL amp P COLIN Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Ellipses (1999) - J-P PEREZ Optique - Fondements et Applications avec 250 exercices et problegravemes reacutesolus
Ed Dunod (2004) - F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005) - T BECHERRAWY Optique Geacuteomeacutetrique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Debœck (2006) - E AMZALLAG La Physique en Fac - Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Dunod (2006) - R TAILLET Optique Physique - Interfeacuterences Diffraction Holographie - Cours et exercices
corrigeacutes Ed Debœck (2006) - HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 21
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur les Vibrations et Ondes
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Oscillations transversales des cordes vibrantes 2- Systegravemes eacutelectromeacutecaniques (le haut-parleur eacutelectrodynamique) 3- Oscillations amorties (circuit RLC en oscillations libres et forceacutees) 4- Oscillations coupleacutees eacutetude des battements 5- Oscillations coupleacutees eacutetude des freacutequences propres 6- Propagation dondes longitudinale dans un fluide 7- Cuve rheacuteographique 8- Tube de KUNDT 9- Pheacutenomegravenes drsquoinduction
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 22
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur lrsquooptique geacuteomeacutetrique amp
physique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Introduction les diffeacuterentes sources et deacutetecteurs de lumiegravere 2- Reacuteflexion (miroir plan miroir spheacuterique) et reacutefraction (airverre verreair) 3- Etude du prisme deacuteviation 4- Etude du prisme dispersion 5- Etude du reacuteseau dispersion 6- Spectroscope agrave prisme spectroscope agrave reacuteseau 7- Focomeacutetrie (deacutetermination de la focale dune lentille) 8- Microscope 9- Polarisation de la lumiegravere (rectiligne circulaire elliptique) 10- Reacuteflexion sur une lame dune OEM plane 11- Spectrophotomeacutetrie (transmission de diffeacuterents filtres optiques) 12- Interfeacuteromeacutetrie (deacutetermination de la longueur donde de lindice dune lame agrave face parallegravele de la vitesse) 13- Diffraction (fentes et reacuteseaux loi de Bragg monochromateur)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005)
- HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 23
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation
Objectifs de lrsquoenseignement
La maicirctrise de lrsquooutil numeacuterique par lrsquoenseignement des langages de programmation
eacutevolueacutes drsquoune part et drsquoautre part par lrsquoenseignement des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations algeacutebriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo informatique 1 amp 2 raquo et laquo matheacutematiques 1
amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Initiation (ou rappel) de langages de programmation informatique MATLAB etou MATHEMATICA etou FORTRAN etou C++ Chapitre 2 Inteacutegration numeacuterique 2 1 Meacutethode des Trapegravezes 2 2 Meacutethode de Simpson Chapitre 3 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations non-lineacuteaires 3 1 Meacutethode de Bissection 3 2 Meacutethode de Newton Chapitre 4 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations diffeacuterentielles ordinaires 4 1 Meacutethode dEuler 4 2 Meacutethode de Runge-Kutta Chapitre 5 Reacutesolution numeacuterique des systegravemes deacutequations lineacuteaires 5 1 Meacutethode de Gauss 5 2 Meacutethode de Gauss-Seidel
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
Pour MATLAB - M DJEBLI amp H DJELOUAH Initiation agrave MATLAB OPU (2013) - R DUKKIPATI MATLAB an introduction with applications New Age International
Publishers India (2010) - C WOODFORD and C Phillips Numerical methods with worked examples MATLAB edition
2nd Ed Springer Ltd (2013) Pour C et C++ - C DELANNOY lsquorsquoC++ pour les programmeurs Crsquorsquo 6egraveme Ed Eyrolles Paris (2004) - C CASTEYDE lsquorsquoCours de CC++rsquorsquo Copyright (2005) Pour FORTRAN - B HAHN lsquorsquoIntroduction to Fortran 90 for scientists and engineersrsquorsquo Capetown University South
Africa (1993) - Ph DrsquoAnfray lsquorsquoFortran 77rsquorsquo Universiteacute Paris XIII (1998) - P CORDE et A FOUILLOUX Langage Fortran Support de cours IDRIS (2010) Pour les meacutethodes numeacuteriques - F JEDRZEIJEWSKI Introduction aux meacutethodes numeacuteriques 2egraveme Ed Springer France
(2005) - J HOFFMAN Numerical methods for engineers and scientists 2nd Ed Marcel Dekker USA
(2001) - A QUARTERONI Meacutethodes numeacuteriques algorithmes analyse et appl Springer Italie (2004)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 24
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Probabiliteacutes amp Statistiques
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de deacutecouvrirrsquo le domaine de
lrsquoaleacuteatoire et des probabiliteacutes ainsi que lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees
expeacuterimentales ou numeacuteriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo matheacutematiques 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Eleacutements de base en theacuteorie des probabiliteacutes (2 semaines) I Historique et motivations (utiliteacute des probabiliteacutes en physique) II Axiomatique de base 1 Espace probabiliseacute Univers tribu probabiliteacutes probabiliteacutes conditionnelles 2 Variables aleacuteatoires Deacutefinitions Lois usuelles Entropie Fonctions de variables aleacuteatoires Systegravemes de variables aleacuteatoires Espeacuterance conditionnelle Chapitre 2 Convergences et theacuteoregravemes limites (2 semaines) 1 Un exemple Variations autour du tirage agrave pile ou face 2 Convergences Loi des grands nombres (forte et faible) Theacuteoregraveme central limite 3 Ineacutegaliteacutes fondamentales Tchebychev Jensen Houmllder 4 Grandes deacuteviations Liens avec la limite thermodynamique en physique statistique Chapitre 3 Analyse des seacuteries statistiques (3 semaines) 1 Seacuteries simples Seacuteries doubles 2 Analyse de reacutegression et correacutelation Reacutegressions lineacuteaire simple et multiple Reacutegression non-lineacuteaire (exponentielle logarithmique polynomiale) Chapitre 4 Statistique infeacuterentielle (4 semaines) 1- Estimation parameacutetrique 2- Tests statistiques (tests de correacutelation tests dindeacutependance tests dajustement test de student ANOVA) Chapitre 5 Analyse des donneacutees (3 semaines) 1-Analyse en composantes principales (ACP) 2- Analyse factorielle discriminante (AFD) 3-Analyse de classification (hieacuterarchique automatique)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- FEMENIAS Probabiliteacutes et statistiques pour les sciences physiques Cours et exercices corrigeacutes Dunod Paris (2003)
- SAPORTA Probabiliteacutes Analyse des Donneacutees et Statistique 3egraveme Ed Technip Paris (2011)
- ESCOUBES Probabiliteacutes et statistiques agrave lusage des physiciens Ed Ellipses Paris (1998)
- W APPEL Probabiliteacutes pour les non probabilistes HampK Edition Paris (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 25
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Cristallographie physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs agrave atteindre par lrsquoenseignement de cette matiegravere sont
- Lrsquointroduction des concepts et des proprieacuteteacutes du cristal et du reacuteseau cristallin et
les diffeacuterents modes de reacuteseaux
- La connaissance des lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les
cristaux
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les bases fondamentales de la chimie et la physique de la
premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition de lrsquoeacutetat cristallin Reacuteseaux deacutefinitions Rangeacutee et plan reacuteticulaire Mailles repreacutesentatives Motif Indices de Miller Reacuteseau reacuteciproque Deacutefinition Quelques proprieacuteteacutes et relations avec grandeur du reacuteseau direct Distance inter reacuteticulaire II ndash Symeacutetrie des figures finies Opeacuterations de symeacutetrie Inversion Rotation Reacuteflexion Inversion rotatoire Reacuteflexion rotatoire Notions de points eacutequivalents III ndash Symeacutetrie des reacuteseaux ndash reacuteseaux de Bravais Systegravemes cristallins Les diffeacuterents modes de reacuteseaux Les quatorze reacuteseaux de Bravais Incompatibiliteacute de certains ordres drsquoaxes de rotation avec les reacuteseaux Quelques relations geacuteomeacutetriques dans les reacuteseaux IV ndash Meacutethodes expeacuterimentales de la diffraction Conditions de diffraction Loi de Bragg Equation de Von Laue Construction drsquoEwald Diffeacuterentes meacutethode de diffraction Meacutethode de Laue Meacutethode de Debye-Scherrer Meacutethode du cristal tournant Meacutethode de Weissenberg Diffractomegravetres automatiques V ndash Liaisons chimiques Geacuteneacuteraliteacutes sur les liaisons chimiques Structures stables et eacutenergie interne Les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Forces drsquoattraction i) Liaisons fortes ndash liaisons de valence Liaison ionique Liaison de covalence Liaison meacutetallique Interaction ion-dipocircle Ii) Liaisons faibles- Liaison de Van der Waals Liaison par transfert de charge Liaison hydrogegravene Forces de reacutepulsion
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Histoire de la Physique
Objectifs de lrsquoenseignement Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert le monde
fabuleux de la physique et son histoire agrave travers le temps et la contribution de ses savants
Connaissances preacutealables recommandeacutees Connaicirctre les sciences physiques de la
premiegravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
1- La physique ancienne 11 Origine de la physique 12 La physique avant Aristote Thales Pythagore Empeacutedocle 13 Les atomistes Leucippe Deacutemocritehellip 14 La physique agrave lrsquoeacutepoque drsquoAristote Theacuteophraste Straton Eacutepicure Zeacutenon 15 Ecole drsquoAlexandrie amp la Physique Euclide Archimegravede Eratosthegravene Ptoleacutemeacutee 2- La contribution de la civilisation islamique agrave lrsquoeacutevolution de la physique 21 Contribution aux progregraves de lrsquoastronomie (al-Khawarizmi Habash al Hasib al-Battani les fregraveres Banou Moussa al-Sufi ibn Yunus et al-Biruni al-Zarqali) 22 Contribution aux progregraves de lrsquooptique al-Kindi ibn Sahl al Hazen 23 Contribution aux progregraves de la meacutecanique (al Fārābi al-Khāzinī al-Jāzāri al-Baghdādī al-Rāzī al-Ṭ ūsī)
24 Contribution aux progregraves sur la constitution de la matiegravere 25 Contribution aux progregraves du magneacutetisme 3- La meacutecanique newtonienne et la theacuteorie eacutelectromagneacutetique 31 Copernic Kepler Galileacutee Newton 32 Le XVIIIe siegravecle le triomphe de la meacutecanique Christiaan Huygens les fregraveres Jacques et Jean Bernoulli Leonhard Euler Jean Le Rond drsquoAlembert Louis de Lagrange 33 Le XIXe siegravecle lrsquoeacutelectromagneacutetisme Franccedilois Arago Hans Christian Oersted Michael Faraday James Clerk Maxwell 34 Lrsquooptique drsquoune vision corpusculaire agrave une vision ondulatoire 35 La crise autour de 1900 4- La meacutecanique quantique 41 La constante de Planck 42 Schroumldinger et son eacutequation 43 Heisenberg et la relation drsquoincertitude 44 Pauli et le principe drsquoexclusion 45 Lrsquoatome de Bohr 46 Dirac et ses contributions agrave la physique quantique 5- La theacuteorie de la relativiteacute 51 La theacuteorie de la relativiteacute restreinte Lrsquoeacutequivalence masse-eacutenergie 52 Application eacutenergie nucleacuteaire (fission fusion) 53 La theacuteorie de la relativiteacute geacuteneacuterale La courbure de lrsquoespace-temps 54 Application Expansion de lrsquounivers modegravele standard de la cosmologie
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J ROSMORDUC Une histoire de la physique et de la chimie Le Seuil coll laquo Points Sciences raquo (1985)
- A DJEBBAR et J ROSMORDUC Une histoire de la science arabe Introduction agrave la connaissance du patrimoine scientifique des pays dislam Le Seuil (2001)
- R TATON Histoire geacuteneacuterale des sciences PUF Quadrige (1983) - M BIEZUNSKI Histoire de la physique moderne la Deacutecouverte (1993) - R LOCQUENEUX Histoire de la physique PUF Que sais-je ndeg421 (1987) - M PATY La physique du XXe siegravecle Vuibert (1996)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 27
Semestre 3 UE Deacutecouverte
Matiegravere Chimie Mineacuterale Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant physicien drsquoacqueacuterir les
connaissances et les lois fondamentales de la chimie mineacuterale
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Connaicirctre les sciences physiques de la premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere - Proprieacuteteacutes peacuteriodiques blocs peacuteriodes groupes ndash Peacuteriodiciteacute des proprieacuteteacutes
physiques et chimiques caractegraveres des meacutetaux des non-meacutetaux et des meacutetalloiumldes Compleacutements sur lrsquoeacutetat solide
- Les meacutetaux alcalins et alcalino-terreux les meacutetaux des groupes IIIa et IVa les halogegravenes lrsquooxygegravene et le soufre lrsquoazote et le phosphore
- Les meacutetaux de transition proprieacuteteacutes les composeacutes de coordination nomenclature isomeacuterie theacuteories des orbitales hybrides theacuteorie du champ cristallin theacuteorie des orbitales moleacuteculaires proprieacuteteacutes magneacutetiques et couleurs Les eacuteleacutements des groupes IB IIB IIIB VIIIB les terres rares
- Equilibres en solution Equilibres homogegravene et heacuteteacuterogegravene La constante drsquoeacutequilibre Les facteurs drsquoeacutequilibre Principe de Le CHATELIER Notions geacuteneacuterales sur les solutions
- La solubiliteacute Paramegravetres influenccedilant la solubiliteacute Aspect thermochimique de la solubiliteacute La dissociation ionique et la solvatation
- Les solutions ioniques Acides et Bases La dissociation ionique (Lrsquoeacutequilibre de dissociation (Lrsquoauto - ionisation de lrsquoeau) Produit ionique de lrsquoeau Geacuteneacuteraliteacute sur les acides et les bases (Deacutefinitions Conseacutequences de la deacutefinition de BRONSTED Forces des acides et des bases) Le pH des acides et des bases La notion de pH Calcul du pH drsquoun acide ou drsquoune base Mesure du pH Neutralisation drsquoun acide par une base Force des acides et des bases Proprieacuteteacute AcidoBasiques - Notion de pH
- Les sels en solution Etude des sels peu solubles (Deacutefinitions Solubiliteacute de sels Produits de solubiliteacute Deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre de solubiliteacute)
- Oxydoreacuteduction Notion de degreacute drsquooxydations ndashReacuteactions Mode drsquoeacutevaluation Examen 100 Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3
Objectifs de lrsquoenseignement
- Acquisition drsquoune culture de langue scientifique et des bases de langage courant - Acquisition drsquoune capaciteacute aux techniques de lrsquoexposeacute oral Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues eacutetrangegraveres 1 et 2 enseigneacutees en L1
SM
Contenu de la matiegravere
Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue eacutetrangegravere Entraicircnement agrave la compreacutehension de documents eacutecrits relatifs au domaine de la physique On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique Tous les supports seront utiliseacutes - Traduction de notices et publications Reacutedaction de reacutesumeacutes Bibliographie et exposeacutes de projet
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 29
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 30
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 31
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 32
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 33
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 34
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 35
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
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Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
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- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
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Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Aoucirct 2014
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Filiegravere Physique 1- Semestre 3
Uniteacute drsquoEnseignement VHS VH hebdomadaire Autre
(14-16 sem) Coeff Creacutedits
Mode deacutevaluation 14-16 sem C TD TP 14-16 sem C
UE fondamentale UEF3 (OP) 225h00 9h00 6h00 275h00 10 20 33 67 Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles
67h30 3h00 1h30 - 82h30 3 6 33 67
Meacutecanique Analytique 67h30 3h00 1h30 - 82h30 3 6 33 67 Vibrations amp Ondes 45h00 1h30 1h30 - 55h00 2 4 33 67 Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique 45h00 1h30 1h30 - 55h00 2 4 33 67
UE meacutethodologie UEM3 (OP) 90h00 1h30 4h30 85h00 4 7 50 50 Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes
22h30 - - 1h30 27h30 1 2 50 50
Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique
22h30 - - 1h30 27h30 1 2 50 50
Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation
45h00 1h30 - 1h30 30h00 2 3 50 50
UE deacutecouverte UED3 (OP) Une matiegravere agrave choisir parmi 45h00 1h30 1h30 5h00 2 2 100
Probabiliteacutes amp Statistiques
45h00 1h30 1h30 - 5h00 2 2 - 100 Cristallographie physique Histoire de la Physique Chimie Mineacuterale
UE transversale UET (OP) 15h00 1h00 10h00 1 1 100 Langues eacutetrangegraveres 3 15h00 1h00 - - 10h00 1 1 - 100
Total Semestre 1 375h00 13h00 7h30 4h30 375h00 17 30 Autre = Travail compleacutementaire en consultation semestrielle (travail personnel de lrsquoeacutetudiant)
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Filiegravere Physique
2- Semestre 4
Uniteacute drsquoEnseignement VHS VH hebdomadaire Autre
(14-16 sem) Coeff Creacutedits
Mode deacutevaluation 14-16 sem C TD TP 14-16 sem C
UE fondamentale UEF4 (OP) 202h30 7h30 6h00 24730 9 18 Thermodynamique 67h30 3h00 1h30 - 82h30 3 6 33 67 Fonction de la Variable Complexe
45h00 1h30 1h30 - 55h00 2 4 33 67
Meacutecanique Quantique 45h00 1h30 1h30 - 55h00 2 4 33 67 Electromagneacutetisme 45h00 1h30 1h30 - 55h00 2 4 33 67
UE meacutethodologie UEM 4(OP) 112h30 3h00 4h30 87h30 5 8 Travaux Pratiques Thermodynamique
22h30 - 1h30 27h30 1 2 50 50
Meacutecanique des Fluides 45h00 1h30 1h30 30h00 2 3 50 50 Electronique Geacuteneacuterale 45h00 1h30 1h30 30h00 2 3 50 50
UE deacutecouverte UED4 (OP) Une matiegravere agrave choisir parmi 45h00 1h30 1h30 30h00 2 3
Physique Atomique amp Nucleacuteaire
45h00 1h30 1h30 - 30h00 2 3 100 Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique Spectroscopie Techniques drsquoAnalyse
UE transversale UET4 (OP) 15h00 1h00 10h00 1 1 Langues eacutetrangegraveres 4 15h00 1h00 - - 10h00 1 1 100
Total Semestre 4 375h00 13h00 7h30 4h30 375h00 17 30 Autre = Travail compleacutementaire en consultation semestrielle (travail personnel de lrsquoeacutetudiant)
II ndash Fiches drsquoorganisation des uniteacutes drsquoenseignement (Etablir une fiche par UE)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 135h00 TD 90h00 TP - Travail personnel 275h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 10 Creacutedits = 20 Matiegravere1 Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles Creacutedits 6 Coefficient 3 Matiegravere 2 Meacutecanique Analytique Creacutedits 6 Coefficient 3 Matiegravere 3 Vibrations amp Ondes Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 4 Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique Creacutedits 4 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 33 Examen 67
Description des matiegraveres
Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles Calcul drsquointeacutegrales et des seacuteries numeacuteriques et meacutethodes de reacutesolution des eacutequations diffeacuterentielles du premier et second ordre Application des transformeacutees de Laplace et de Fourier Meacutecanique Analytique La Meacutecanique classique et les puissants formalismes de Lagrange et de Hamilton aux mouvements des solides Vibrations amp Ondes Les diffeacuterents types de mouvements vibratoires ou oscillatoires appliqueacutes aux systegravemes lineacuteaires avec les ondes meacutecaniques et leurs propagations Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Les lois fondamentales de lrsquooptique geacuteomeacutetrique et physique ainsi que les techniques et les instruments utiliseacutes accompagneacutes de plusieurs applications
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Semestre 3
UE Meacutethodologie
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 67h30 Travail personnel 85h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 4 Creacutedits = 7 Matiegravere1 Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 2 Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 3 Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 50 Examen 50
Description des matiegraveres
Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes Consolidation des connaissances theacuteoriques
sur les Vibrations et Ondes Apprentissage et
visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes aux
Vibrations et Ondes
Travaux Pratiques drsquoOptique
Geacuteomeacutetrique amp Physique
Consolidation des connaissances theacuteoriques
sur les Vibrations et Ondes Apprentissage et
visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquoOptique
Meacutethodes Numeacuteriques et
Programmation
Speacutecialisation en langages de programmation
eacutevolueacutes et eacutetude des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations
algeacutebriques
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 22h30 Travail personnel 05h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 2 Creacutedits = 2
Une matiegravere agrave choisir parmi Matiegravere1 Probabiliteacutes amp Statistiques Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 2 Cristallographie physique Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 3 Histoire de la Physique Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 4 Chimie Mineacuterale Creacutedits 2 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Probabiliteacutes amp Statistiques Ces branches matheacutematiques sont en eacutetroite relation avec la physique dans le domaine de lrsquoaleacuteatoire et la theacuteorie probabiliste ainsi que pour lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees Cristallographie physique Deacutefinitions et proprieacuteteacutes de lrsquoeacutetat cristallin et du reacuteseau cristallin et ses diffeacuterents modes Les lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Histoire de la Physique La fabuleuse eacutevolution de la physique dans le temps et au sein de lrsquohumaniteacute par le deacuteveloppement des branches de la physique et les deacutecouvertes des savants Chimie Mineacuterale Proprieacuteteacutes et traitement des solutions ioniques des Acides et Bases des eacutequilibres en solution de la solubiliteacute et de lrsquooxydoreacuteduction meacutetaux alcalins et alcalino-terreux
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Semestre 3 UE Transversale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 15h00 TD - TP - Travail personnel 10h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 1 Creacutedit = 1
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3 Creacutedit 1 Coefficient 1
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Langues eacutetrangegraveres 3 Anglais 3 ou Franccedilais 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue anglaise franccedilaise
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Semestre 4
UE Fondamentale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 110h30 TD 90h00 TP - Travail personnel 247h30
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 9 Creacutedits = 18 Matiegravere1 Thermodynamique Creacutedits 6 Coefficient 3 Matiegravere 2 Fonction de la Variable Complexe Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 3 Meacutecanique Quantique Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 3 Electromagneacutetisme Creacutedits 4 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 33 Examen 67
Description des matiegraveres
Thermodynamique Les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie Les fonctions thermodynamiques et lrsquoirreacuteversibiliteacute Fonction de la Variable Complexe Les fonctions holomorphes et les fonctions eacuteleacutementaires Les theacuteoregravemes fondamentaux et des reacutesidus et leurs applications Meacutecanique Quantique Les particules eacuteleacutementaires en meacutecanique quantique Le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique Electromagneacutetisme Le Champ magneacutetique la force de Lorentz et les eacutequations de Maxwell La propagation et le rayonnement des ondes eacutelectromagneacutetiques
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 45h00 TD - TP 67h30 Travail personnel 87h30
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 5 Creacutedits = 8 Matiegravere1 Travaux Pratiques de Thermodynamique Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 2 Meacutecanique des Fluides Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 3 Electronique Geacuteneacuterale Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 50 Examen 50
Description des matiegraveres
Travaux Pratiques de Thermodynamique Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la Thermodynamique Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique Meacutecanique des Fluides Fondements de la Meacutecanique des Fluides la statique la cineacutematique et la dynamique des fluides parfaits et visqueux accompagneacutes drsquoexemples drsquoapplication (travaux pratiques) Electronique Geacuteneacuterale Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme de travaux pratiques
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Semestre 4 UE Deacutecouverte
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 22h30 Travail personnel 30h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 2 Creacutedits = 3
Une matiegravere agrave choisir parmi Matiegravere1 Physique Atomique amp Nucleacuteaire Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 2 Notions drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 3 Spectroscopie Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 4 Techniques drsquoAnalyse Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Physique Atomique amp Nucleacuteaire Deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Notions drsquoAstronomie et
drsquoAstrophysique Deacutecouvrir lrsquoinfiniment grand avec notre galaxie et le systegraveme solaire les planegravetes et les eacutetoiles Spectroscopie Comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites Techniques drsquoAnalyse Deacutecouvrir les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
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Semestre 4
UE Transversale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 15h00 TD - TP - Travail personnel 10h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 1 Creacutedit = 1
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4 Creacutedit 1 Coefficient 1
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Langues eacutetrangegraveres 4 Anglais 4 ou
Franccedilais 4 Cette uniteacute est une continuiteacute de lrsquouniteacute Langues eacutetrangegraveres 3 Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique - Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur
internet
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III - Programme deacutetailleacute par matiegravere (1 fiche deacutetailleacutee par matiegravere)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles
Objectifs de lrsquoenseignement
Drsquoune importance capitale pour un physicien lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave
lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les meacutethodes de calcul drsquointeacutegrales en diffeacuterentes dimensions ainsi
que les meacutethodes menant agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles neacutecessaires pour la
reacutesolution des problegravemes de physique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Inteacutegrales simples et multiples (2 semaines) Rappels sur lrsquointeacutegrale de Riemann et sur le calcul de primitives Inteacutegrales doubles et triples Application au calcul drsquoaires de volumeshellip Chapitre 2 Inteacutegrale impropres (2 semaines) Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle non borneacute Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle borneacute infinies agrave lrsquoune des extreacutemiteacutes Chapitre 3 Equations diffeacuterentielles (2 semaines) Equations diffeacuterentielles ordinaires du 1er et du 2egraveme ordre Eleacutements drsquoeacutequations aux deacuteriveacutees partielles Chapitre 4 Seacuteries (3 semaines) Seacuteries numeacuteriques Suites et seacuteries de fonctions Seacuteries entiegraveres seacuteries de Fourrier Chapitre 5 Transformation de Laplace (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles Chapitre 6 Transformation de Fourier (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP Sciences Paris (2007)
- Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris (2008)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences Concepts meacutethodes et techniques pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
- J M RAKOSOTON J E RAKOSOTON Analyse fonctionnelle appliqueacutee aux eacutequations aux deacuteriveacutees partielles Ed PUF (1999)
- S NICAISE Analyse numeacuterique et eacutequations aux deacuteriveacutees partielles cours et problegravemes reacutesolus Ed Dunod Paris (2000)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 18
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Analytique
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance des fondements de la meacutecanique classique que ce soit agrave lrsquoeacutechelle du
point mateacuteriel (meacutecanique du point) ou agrave lrsquoeacutechelle du solide (meacutecanique du solide) par
lrsquoenseignement des formalismes de Lagrange et drsquoHamilton
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Rappels de meacutecanique classique Cineacutematique drsquoune particule Dynamique drsquoune particule Travail et eacutenergie Systegravemes agrave N particules et forces exteacuterieures Degreacutes de liberteacute Chapitre 2 Formalisme de Lagrange Coordonneacutees geacuteneacuteraliseacutees Variation fonctionnelle Le Lagrangien Coordonneacutees curvilignes Contraintes holonomes et non holonomes Applications Particule dans un champ gravitationnel particule lieacutee agrave un ressort problegraveme agrave deux corps le potentiel central Chapitre 3 Formalisme de Hamilton Transformation de Legendre LrsquoHamiltonien Variables canoniques et crochets de Poisson Moments geacuteneacuteraliseacutes Transformations canoniques La meacutethode de Hamilton-Jacobi Lrsquoespace des phases Variables angle-action et fonction geacuteneacuteratrice Systegravemes inteacutegrables Chapitre 4 Mouvement drsquoun solide indeacuteformable Degreacutes de liberteacute drsquoun solide Energie cineacutetique Axes principaux et tenseur drsquoinertie Moment cineacutetique drsquoun solide Approche vectorielle et eacutequations drsquoEuler Approche Lagrangienne et angles drsquoEuler Toupie symeacutetrique Chapitre 5 Meacutecanique Lagrangienne des milieux continus Le passage agrave la limite continue Theacuteorie classique des champs Equations drsquoEuler-Lagrange du champ Chapitre 6 Theacuteoregraveme de Liouville Equation de Hamilton-Jacobi
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A CHARLIER A BERARD M CHARLIER Meacutecanique Analytique - Du cours aux travaux dirigeacutes Ed Ellipses (1989)
- LANDAU et LIFCHITZ Meacutecanique Editions Mir (Moscou) et Ellipses (Paris) - BOUCIF Introduction agrave la meacutecanique analytique De Boeck Bruxelles (2012) - TAYLOR Meacutecanique classique Ellipses Paris (2007) - MARTIN-ROBINE Histoire du principe de moindre action Vuibert Paris (2006) - GOLDSTEIN et al Classical mechanics 3rd Ed Addison-Wesley (USA) (2001)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance theacuteorique la compreacutehension et la reacutesolution des mouvements vibratoires
et les diffeacuterents types drsquooscillations engendreacutees ainsi que les ondes meacutecaniques et les
mouvements ondulatoires engendreacutes
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
PARTIE I VIBRATIONS Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les vibrations Deacutefinition drsquoun mouvement vibratoire Exemples de systegravemes vibratoires Mouvements peacuteriodiques Chapitre 2 Systegravemes lineacuteaires agrave un degreacute de liberteacute 21 Les oscillations libres Lrsquooscillateur harmonique Pulsation propre drsquoun oscillateur harmonique Lrsquoeacutenergie drsquoun oscillateur harmonique 22 Les oscillations libres amorties Forces drsquoamortissement Equation des mouvements Oscillations pseudopeacuteriodiques (deacutecreacutement logarithmique facteur de qualiteacute) 23 Les oscillations libres forceacutees Deacutefinition Cas drsquoune excitation sinusoiumldale (reacutesonance deacutephasage) Cas drsquoune excitation peacuteriodique quelconque 24 Les oscillations amorties forceacutees Equation des mouvements Reacutegime transitoire reacutegime permanent Bande passante Facteur de qualiteacute 25 Analogie entre systegravemes oscillants meacutecaniques et eacutelectriques Chapitre 3 Systegravemes lineacuteaires agrave plusieurs degreacutes de liberteacute 31 Systegravemes agrave 2 degreacutes de liberteacute (Cas libres - pulsations propres) amortis et amortis forceacutes 32 Systegravemes agrave N degreacutes de liberteacute (comportement geacuteneacuteral) PARTIE II LES ONDES MECANIQUES Chapitre 4 Geacuteneacuteraliteacutes sur les ondes meacutecaniques 41 Classification des ondes 42 Inteacutegrale geacuteneacuterale de lrsquoeacutequation geacuteneacuterale drsquoondes progressives 43 Vitesse de phase vitesse de groupe 44 Notion de front drsquoonde Exemple des ondes planes ondes spheacuteriques 45 Reacuteflexion et transmission des ondes 46 Relation entre les diffeacuterentes grandeurs repreacutesentant lrsquoonde Chapitre 5 Ondes transversales sur une corde 51 Equation de propagation Impeacutedance caracteacuteristique Energie drsquoune onde progressive Reacuteflexion et transmission des ondes Ondes stationnaires Chapitre 6 Ondes longitudinales dans les fluides 61 Ondes planes dans un tuyau cylindrique Equation drsquoondes dans un gaz Equation drsquoondes dans un liquide Impeacutedance acoustique Impeacutedance caracteacuteristique Energie transporteacutee par une onde Coefficients de reacuteflexion et de transmission drsquoondes (conditions aux limites) 62 Effet Doppler Chapitre 7 Ondes eacutelastiques dans les solides
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoeacutetudiant acquiegravere les connaissances theacuteoriques et les lois fondamentales de lrsquooptique
geacuteomeacutetrique et physique ainsi que les techniques et les instruments utiliseacutes accompagneacutes
de plusieurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Optique geacuteomeacutetrique 11- Principes et lois de lrsquooptique geacuteomeacutetrique 12- Notions de reacutefringence 13- Lois de Snell-Descartes principe de Fermat et construction de Huygens 14- Miroirs spheacuteriques et miroirs plans formule de position et construction drsquoimages 15- Dioptre plan et dioptre spheacuterique formule de conjugaison grandissement notions de
stigmatisme et construction drsquoimages 16- Prisme formules deacuteviation et dispersion 17- Lentilles minces formules de position et construction drsquoimages 18- Instruments optiques œil loupe microscope hellip Chapitre 2 Optique ondulatoire 21- Geacuteneacuteraliteacutes 22- Principe de superposition de deux ondes monochromatiques de mecircme freacutequence 23- Conditions drsquointerfeacuterence Notion de coheacuterence 24- Interfeacuterences de deux ondes coheacuterentes 25- Interfeacuterences agrave ondes multiples Interfeacuteromegravetres de Michelson et de Peacuterot-Fabry 26- Interfeacuterences en lumiegravere polychromatique Chapitre3 Diffraction et ses Applications 31- Diffraction de Fresnel et diffraction de Fraunhoffer 32- Diffraction par une ouverture rectangulaire et diffraction par une ouverture circulaire Chapitre 4 Polarisation 41- Transversaliteacute des ondes 42- Structure dune onde polariseacutee rectilignement 43- Reacuteflexion et reacutefraction par les corps isotropes transparents Chapitre 5 Lasers et ses applications
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- D FIEL amp P COLIN Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Ellipses (1999) - J-P PEREZ Optique - Fondements et Applications avec 250 exercices et problegravemes reacutesolus
Ed Dunod (2004) - F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005) - T BECHERRAWY Optique Geacuteomeacutetrique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Debœck (2006) - E AMZALLAG La Physique en Fac - Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Dunod (2006) - R TAILLET Optique Physique - Interfeacuterences Diffraction Holographie - Cours et exercices
corrigeacutes Ed Debœck (2006) - HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 21
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur les Vibrations et Ondes
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Oscillations transversales des cordes vibrantes 2- Systegravemes eacutelectromeacutecaniques (le haut-parleur eacutelectrodynamique) 3- Oscillations amorties (circuit RLC en oscillations libres et forceacutees) 4- Oscillations coupleacutees eacutetude des battements 5- Oscillations coupleacutees eacutetude des freacutequences propres 6- Propagation dondes longitudinale dans un fluide 7- Cuve rheacuteographique 8- Tube de KUNDT 9- Pheacutenomegravenes drsquoinduction
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
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Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur lrsquooptique geacuteomeacutetrique amp
physique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Introduction les diffeacuterentes sources et deacutetecteurs de lumiegravere 2- Reacuteflexion (miroir plan miroir spheacuterique) et reacutefraction (airverre verreair) 3- Etude du prisme deacuteviation 4- Etude du prisme dispersion 5- Etude du reacuteseau dispersion 6- Spectroscope agrave prisme spectroscope agrave reacuteseau 7- Focomeacutetrie (deacutetermination de la focale dune lentille) 8- Microscope 9- Polarisation de la lumiegravere (rectiligne circulaire elliptique) 10- Reacuteflexion sur une lame dune OEM plane 11- Spectrophotomeacutetrie (transmission de diffeacuterents filtres optiques) 12- Interfeacuteromeacutetrie (deacutetermination de la longueur donde de lindice dune lame agrave face parallegravele de la vitesse) 13- Diffraction (fentes et reacuteseaux loi de Bragg monochromateur)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005)
- HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation
Objectifs de lrsquoenseignement
La maicirctrise de lrsquooutil numeacuterique par lrsquoenseignement des langages de programmation
eacutevolueacutes drsquoune part et drsquoautre part par lrsquoenseignement des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations algeacutebriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo informatique 1 amp 2 raquo et laquo matheacutematiques 1
amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Initiation (ou rappel) de langages de programmation informatique MATLAB etou MATHEMATICA etou FORTRAN etou C++ Chapitre 2 Inteacutegration numeacuterique 2 1 Meacutethode des Trapegravezes 2 2 Meacutethode de Simpson Chapitre 3 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations non-lineacuteaires 3 1 Meacutethode de Bissection 3 2 Meacutethode de Newton Chapitre 4 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations diffeacuterentielles ordinaires 4 1 Meacutethode dEuler 4 2 Meacutethode de Runge-Kutta Chapitre 5 Reacutesolution numeacuterique des systegravemes deacutequations lineacuteaires 5 1 Meacutethode de Gauss 5 2 Meacutethode de Gauss-Seidel
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
Pour MATLAB - M DJEBLI amp H DJELOUAH Initiation agrave MATLAB OPU (2013) - R DUKKIPATI MATLAB an introduction with applications New Age International
Publishers India (2010) - C WOODFORD and C Phillips Numerical methods with worked examples MATLAB edition
2nd Ed Springer Ltd (2013) Pour C et C++ - C DELANNOY lsquorsquoC++ pour les programmeurs Crsquorsquo 6egraveme Ed Eyrolles Paris (2004) - C CASTEYDE lsquorsquoCours de CC++rsquorsquo Copyright (2005) Pour FORTRAN - B HAHN lsquorsquoIntroduction to Fortran 90 for scientists and engineersrsquorsquo Capetown University South
Africa (1993) - Ph DrsquoAnfray lsquorsquoFortran 77rsquorsquo Universiteacute Paris XIII (1998) - P CORDE et A FOUILLOUX Langage Fortran Support de cours IDRIS (2010) Pour les meacutethodes numeacuteriques - F JEDRZEIJEWSKI Introduction aux meacutethodes numeacuteriques 2egraveme Ed Springer France
(2005) - J HOFFMAN Numerical methods for engineers and scientists 2nd Ed Marcel Dekker USA
(2001) - A QUARTERONI Meacutethodes numeacuteriques algorithmes analyse et appl Springer Italie (2004)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 24
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Probabiliteacutes amp Statistiques
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de deacutecouvrirrsquo le domaine de
lrsquoaleacuteatoire et des probabiliteacutes ainsi que lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees
expeacuterimentales ou numeacuteriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo matheacutematiques 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Eleacutements de base en theacuteorie des probabiliteacutes (2 semaines) I Historique et motivations (utiliteacute des probabiliteacutes en physique) II Axiomatique de base 1 Espace probabiliseacute Univers tribu probabiliteacutes probabiliteacutes conditionnelles 2 Variables aleacuteatoires Deacutefinitions Lois usuelles Entropie Fonctions de variables aleacuteatoires Systegravemes de variables aleacuteatoires Espeacuterance conditionnelle Chapitre 2 Convergences et theacuteoregravemes limites (2 semaines) 1 Un exemple Variations autour du tirage agrave pile ou face 2 Convergences Loi des grands nombres (forte et faible) Theacuteoregraveme central limite 3 Ineacutegaliteacutes fondamentales Tchebychev Jensen Houmllder 4 Grandes deacuteviations Liens avec la limite thermodynamique en physique statistique Chapitre 3 Analyse des seacuteries statistiques (3 semaines) 1 Seacuteries simples Seacuteries doubles 2 Analyse de reacutegression et correacutelation Reacutegressions lineacuteaire simple et multiple Reacutegression non-lineacuteaire (exponentielle logarithmique polynomiale) Chapitre 4 Statistique infeacuterentielle (4 semaines) 1- Estimation parameacutetrique 2- Tests statistiques (tests de correacutelation tests dindeacutependance tests dajustement test de student ANOVA) Chapitre 5 Analyse des donneacutees (3 semaines) 1-Analyse en composantes principales (ACP) 2- Analyse factorielle discriminante (AFD) 3-Analyse de classification (hieacuterarchique automatique)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- FEMENIAS Probabiliteacutes et statistiques pour les sciences physiques Cours et exercices corrigeacutes Dunod Paris (2003)
- SAPORTA Probabiliteacutes Analyse des Donneacutees et Statistique 3egraveme Ed Technip Paris (2011)
- ESCOUBES Probabiliteacutes et statistiques agrave lusage des physiciens Ed Ellipses Paris (1998)
- W APPEL Probabiliteacutes pour les non probabilistes HampK Edition Paris (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 25
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Cristallographie physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs agrave atteindre par lrsquoenseignement de cette matiegravere sont
- Lrsquointroduction des concepts et des proprieacuteteacutes du cristal et du reacuteseau cristallin et
les diffeacuterents modes de reacuteseaux
- La connaissance des lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les
cristaux
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les bases fondamentales de la chimie et la physique de la
premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition de lrsquoeacutetat cristallin Reacuteseaux deacutefinitions Rangeacutee et plan reacuteticulaire Mailles repreacutesentatives Motif Indices de Miller Reacuteseau reacuteciproque Deacutefinition Quelques proprieacuteteacutes et relations avec grandeur du reacuteseau direct Distance inter reacuteticulaire II ndash Symeacutetrie des figures finies Opeacuterations de symeacutetrie Inversion Rotation Reacuteflexion Inversion rotatoire Reacuteflexion rotatoire Notions de points eacutequivalents III ndash Symeacutetrie des reacuteseaux ndash reacuteseaux de Bravais Systegravemes cristallins Les diffeacuterents modes de reacuteseaux Les quatorze reacuteseaux de Bravais Incompatibiliteacute de certains ordres drsquoaxes de rotation avec les reacuteseaux Quelques relations geacuteomeacutetriques dans les reacuteseaux IV ndash Meacutethodes expeacuterimentales de la diffraction Conditions de diffraction Loi de Bragg Equation de Von Laue Construction drsquoEwald Diffeacuterentes meacutethode de diffraction Meacutethode de Laue Meacutethode de Debye-Scherrer Meacutethode du cristal tournant Meacutethode de Weissenberg Diffractomegravetres automatiques V ndash Liaisons chimiques Geacuteneacuteraliteacutes sur les liaisons chimiques Structures stables et eacutenergie interne Les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Forces drsquoattraction i) Liaisons fortes ndash liaisons de valence Liaison ionique Liaison de covalence Liaison meacutetallique Interaction ion-dipocircle Ii) Liaisons faibles- Liaison de Van der Waals Liaison par transfert de charge Liaison hydrogegravene Forces de reacutepulsion
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 26
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Histoire de la Physique
Objectifs de lrsquoenseignement Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert le monde
fabuleux de la physique et son histoire agrave travers le temps et la contribution de ses savants
Connaissances preacutealables recommandeacutees Connaicirctre les sciences physiques de la
premiegravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
1- La physique ancienne 11 Origine de la physique 12 La physique avant Aristote Thales Pythagore Empeacutedocle 13 Les atomistes Leucippe Deacutemocritehellip 14 La physique agrave lrsquoeacutepoque drsquoAristote Theacuteophraste Straton Eacutepicure Zeacutenon 15 Ecole drsquoAlexandrie amp la Physique Euclide Archimegravede Eratosthegravene Ptoleacutemeacutee 2- La contribution de la civilisation islamique agrave lrsquoeacutevolution de la physique 21 Contribution aux progregraves de lrsquoastronomie (al-Khawarizmi Habash al Hasib al-Battani les fregraveres Banou Moussa al-Sufi ibn Yunus et al-Biruni al-Zarqali) 22 Contribution aux progregraves de lrsquooptique al-Kindi ibn Sahl al Hazen 23 Contribution aux progregraves de la meacutecanique (al Fārābi al-Khāzinī al-Jāzāri al-Baghdādī al-Rāzī al-Ṭ ūsī)
24 Contribution aux progregraves sur la constitution de la matiegravere 25 Contribution aux progregraves du magneacutetisme 3- La meacutecanique newtonienne et la theacuteorie eacutelectromagneacutetique 31 Copernic Kepler Galileacutee Newton 32 Le XVIIIe siegravecle le triomphe de la meacutecanique Christiaan Huygens les fregraveres Jacques et Jean Bernoulli Leonhard Euler Jean Le Rond drsquoAlembert Louis de Lagrange 33 Le XIXe siegravecle lrsquoeacutelectromagneacutetisme Franccedilois Arago Hans Christian Oersted Michael Faraday James Clerk Maxwell 34 Lrsquooptique drsquoune vision corpusculaire agrave une vision ondulatoire 35 La crise autour de 1900 4- La meacutecanique quantique 41 La constante de Planck 42 Schroumldinger et son eacutequation 43 Heisenberg et la relation drsquoincertitude 44 Pauli et le principe drsquoexclusion 45 Lrsquoatome de Bohr 46 Dirac et ses contributions agrave la physique quantique 5- La theacuteorie de la relativiteacute 51 La theacuteorie de la relativiteacute restreinte Lrsquoeacutequivalence masse-eacutenergie 52 Application eacutenergie nucleacuteaire (fission fusion) 53 La theacuteorie de la relativiteacute geacuteneacuterale La courbure de lrsquoespace-temps 54 Application Expansion de lrsquounivers modegravele standard de la cosmologie
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J ROSMORDUC Une histoire de la physique et de la chimie Le Seuil coll laquo Points Sciences raquo (1985)
- A DJEBBAR et J ROSMORDUC Une histoire de la science arabe Introduction agrave la connaissance du patrimoine scientifique des pays dislam Le Seuil (2001)
- R TATON Histoire geacuteneacuterale des sciences PUF Quadrige (1983) - M BIEZUNSKI Histoire de la physique moderne la Deacutecouverte (1993) - R LOCQUENEUX Histoire de la physique PUF Que sais-je ndeg421 (1987) - M PATY La physique du XXe siegravecle Vuibert (1996)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 27
Semestre 3 UE Deacutecouverte
Matiegravere Chimie Mineacuterale Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant physicien drsquoacqueacuterir les
connaissances et les lois fondamentales de la chimie mineacuterale
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Connaicirctre les sciences physiques de la premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere - Proprieacuteteacutes peacuteriodiques blocs peacuteriodes groupes ndash Peacuteriodiciteacute des proprieacuteteacutes
physiques et chimiques caractegraveres des meacutetaux des non-meacutetaux et des meacutetalloiumldes Compleacutements sur lrsquoeacutetat solide
- Les meacutetaux alcalins et alcalino-terreux les meacutetaux des groupes IIIa et IVa les halogegravenes lrsquooxygegravene et le soufre lrsquoazote et le phosphore
- Les meacutetaux de transition proprieacuteteacutes les composeacutes de coordination nomenclature isomeacuterie theacuteories des orbitales hybrides theacuteorie du champ cristallin theacuteorie des orbitales moleacuteculaires proprieacuteteacutes magneacutetiques et couleurs Les eacuteleacutements des groupes IB IIB IIIB VIIIB les terres rares
- Equilibres en solution Equilibres homogegravene et heacuteteacuterogegravene La constante drsquoeacutequilibre Les facteurs drsquoeacutequilibre Principe de Le CHATELIER Notions geacuteneacuterales sur les solutions
- La solubiliteacute Paramegravetres influenccedilant la solubiliteacute Aspect thermochimique de la solubiliteacute La dissociation ionique et la solvatation
- Les solutions ioniques Acides et Bases La dissociation ionique (Lrsquoeacutequilibre de dissociation (Lrsquoauto - ionisation de lrsquoeau) Produit ionique de lrsquoeau Geacuteneacuteraliteacute sur les acides et les bases (Deacutefinitions Conseacutequences de la deacutefinition de BRONSTED Forces des acides et des bases) Le pH des acides et des bases La notion de pH Calcul du pH drsquoun acide ou drsquoune base Mesure du pH Neutralisation drsquoun acide par une base Force des acides et des bases Proprieacuteteacute AcidoBasiques - Notion de pH
- Les sels en solution Etude des sels peu solubles (Deacutefinitions Solubiliteacute de sels Produits de solubiliteacute Deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre de solubiliteacute)
- Oxydoreacuteduction Notion de degreacute drsquooxydations ndashReacuteactions Mode drsquoeacutevaluation Examen 100 Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 28
Semestre 3
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3
Objectifs de lrsquoenseignement
- Acquisition drsquoune culture de langue scientifique et des bases de langage courant - Acquisition drsquoune capaciteacute aux techniques de lrsquoexposeacute oral Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues eacutetrangegraveres 1 et 2 enseigneacutees en L1
SM
Contenu de la matiegravere
Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue eacutetrangegravere Entraicircnement agrave la compreacutehension de documents eacutecrits relatifs au domaine de la physique On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique Tous les supports seront utiliseacutes - Traduction de notices et publications Reacutedaction de reacutesumeacutes Bibliographie et exposeacutes de projet
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 29
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
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- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
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- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
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Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
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L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 37
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
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L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 38
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 39
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 40
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 41
Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Aoucirct 2014
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Filiegravere Physique
2- Semestre 4
Uniteacute drsquoEnseignement VHS VH hebdomadaire Autre
(14-16 sem) Coeff Creacutedits
Mode deacutevaluation 14-16 sem C TD TP 14-16 sem C
UE fondamentale UEF4 (OP) 202h30 7h30 6h00 24730 9 18 Thermodynamique 67h30 3h00 1h30 - 82h30 3 6 33 67 Fonction de la Variable Complexe
45h00 1h30 1h30 - 55h00 2 4 33 67
Meacutecanique Quantique 45h00 1h30 1h30 - 55h00 2 4 33 67 Electromagneacutetisme 45h00 1h30 1h30 - 55h00 2 4 33 67
UE meacutethodologie UEM 4(OP) 112h30 3h00 4h30 87h30 5 8 Travaux Pratiques Thermodynamique
22h30 - 1h30 27h30 1 2 50 50
Meacutecanique des Fluides 45h00 1h30 1h30 30h00 2 3 50 50 Electronique Geacuteneacuterale 45h00 1h30 1h30 30h00 2 3 50 50
UE deacutecouverte UED4 (OP) Une matiegravere agrave choisir parmi 45h00 1h30 1h30 30h00 2 3
Physique Atomique amp Nucleacuteaire
45h00 1h30 1h30 - 30h00 2 3 100 Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique Spectroscopie Techniques drsquoAnalyse
UE transversale UET4 (OP) 15h00 1h00 10h00 1 1 Langues eacutetrangegraveres 4 15h00 1h00 - - 10h00 1 1 100
Total Semestre 4 375h00 13h00 7h30 4h30 375h00 17 30 Autre = Travail compleacutementaire en consultation semestrielle (travail personnel de lrsquoeacutetudiant)
II ndash Fiches drsquoorganisation des uniteacutes drsquoenseignement (Etablir une fiche par UE)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 135h00 TD 90h00 TP - Travail personnel 275h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 10 Creacutedits = 20 Matiegravere1 Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles Creacutedits 6 Coefficient 3 Matiegravere 2 Meacutecanique Analytique Creacutedits 6 Coefficient 3 Matiegravere 3 Vibrations amp Ondes Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 4 Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique Creacutedits 4 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 33 Examen 67
Description des matiegraveres
Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles Calcul drsquointeacutegrales et des seacuteries numeacuteriques et meacutethodes de reacutesolution des eacutequations diffeacuterentielles du premier et second ordre Application des transformeacutees de Laplace et de Fourier Meacutecanique Analytique La Meacutecanique classique et les puissants formalismes de Lagrange et de Hamilton aux mouvements des solides Vibrations amp Ondes Les diffeacuterents types de mouvements vibratoires ou oscillatoires appliqueacutes aux systegravemes lineacuteaires avec les ondes meacutecaniques et leurs propagations Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Les lois fondamentales de lrsquooptique geacuteomeacutetrique et physique ainsi que les techniques et les instruments utiliseacutes accompagneacutes de plusieurs applications
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Semestre 3
UE Meacutethodologie
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 67h30 Travail personnel 85h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 4 Creacutedits = 7 Matiegravere1 Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 2 Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 3 Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 50 Examen 50
Description des matiegraveres
Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes Consolidation des connaissances theacuteoriques
sur les Vibrations et Ondes Apprentissage et
visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes aux
Vibrations et Ondes
Travaux Pratiques drsquoOptique
Geacuteomeacutetrique amp Physique
Consolidation des connaissances theacuteoriques
sur les Vibrations et Ondes Apprentissage et
visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquoOptique
Meacutethodes Numeacuteriques et
Programmation
Speacutecialisation en langages de programmation
eacutevolueacutes et eacutetude des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations
algeacutebriques
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 22h30 Travail personnel 05h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 2 Creacutedits = 2
Une matiegravere agrave choisir parmi Matiegravere1 Probabiliteacutes amp Statistiques Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 2 Cristallographie physique Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 3 Histoire de la Physique Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 4 Chimie Mineacuterale Creacutedits 2 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Probabiliteacutes amp Statistiques Ces branches matheacutematiques sont en eacutetroite relation avec la physique dans le domaine de lrsquoaleacuteatoire et la theacuteorie probabiliste ainsi que pour lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees Cristallographie physique Deacutefinitions et proprieacuteteacutes de lrsquoeacutetat cristallin et du reacuteseau cristallin et ses diffeacuterents modes Les lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Histoire de la Physique La fabuleuse eacutevolution de la physique dans le temps et au sein de lrsquohumaniteacute par le deacuteveloppement des branches de la physique et les deacutecouvertes des savants Chimie Mineacuterale Proprieacuteteacutes et traitement des solutions ioniques des Acides et Bases des eacutequilibres en solution de la solubiliteacute et de lrsquooxydoreacuteduction meacutetaux alcalins et alcalino-terreux
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Semestre 3 UE Transversale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 15h00 TD - TP - Travail personnel 10h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 1 Creacutedit = 1
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3 Creacutedit 1 Coefficient 1
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Langues eacutetrangegraveres 3 Anglais 3 ou Franccedilais 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue anglaise franccedilaise
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Semestre 4
UE Fondamentale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 110h30 TD 90h00 TP - Travail personnel 247h30
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 9 Creacutedits = 18 Matiegravere1 Thermodynamique Creacutedits 6 Coefficient 3 Matiegravere 2 Fonction de la Variable Complexe Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 3 Meacutecanique Quantique Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 3 Electromagneacutetisme Creacutedits 4 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 33 Examen 67
Description des matiegraveres
Thermodynamique Les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie Les fonctions thermodynamiques et lrsquoirreacuteversibiliteacute Fonction de la Variable Complexe Les fonctions holomorphes et les fonctions eacuteleacutementaires Les theacuteoregravemes fondamentaux et des reacutesidus et leurs applications Meacutecanique Quantique Les particules eacuteleacutementaires en meacutecanique quantique Le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique Electromagneacutetisme Le Champ magneacutetique la force de Lorentz et les eacutequations de Maxwell La propagation et le rayonnement des ondes eacutelectromagneacutetiques
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 45h00 TD - TP 67h30 Travail personnel 87h30
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 5 Creacutedits = 8 Matiegravere1 Travaux Pratiques de Thermodynamique Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 2 Meacutecanique des Fluides Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 3 Electronique Geacuteneacuterale Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 50 Examen 50
Description des matiegraveres
Travaux Pratiques de Thermodynamique Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la Thermodynamique Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique Meacutecanique des Fluides Fondements de la Meacutecanique des Fluides la statique la cineacutematique et la dynamique des fluides parfaits et visqueux accompagneacutes drsquoexemples drsquoapplication (travaux pratiques) Electronique Geacuteneacuterale Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme de travaux pratiques
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Semestre 4 UE Deacutecouverte
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 22h30 Travail personnel 30h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 2 Creacutedits = 3
Une matiegravere agrave choisir parmi Matiegravere1 Physique Atomique amp Nucleacuteaire Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 2 Notions drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 3 Spectroscopie Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 4 Techniques drsquoAnalyse Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Physique Atomique amp Nucleacuteaire Deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Notions drsquoAstronomie et
drsquoAstrophysique Deacutecouvrir lrsquoinfiniment grand avec notre galaxie et le systegraveme solaire les planegravetes et les eacutetoiles Spectroscopie Comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites Techniques drsquoAnalyse Deacutecouvrir les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
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Semestre 4
UE Transversale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 15h00 TD - TP - Travail personnel 10h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 1 Creacutedit = 1
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4 Creacutedit 1 Coefficient 1
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Langues eacutetrangegraveres 4 Anglais 4 ou
Franccedilais 4 Cette uniteacute est une continuiteacute de lrsquouniteacute Langues eacutetrangegraveres 3 Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique - Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur
internet
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III - Programme deacutetailleacute par matiegravere (1 fiche deacutetailleacutee par matiegravere)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles
Objectifs de lrsquoenseignement
Drsquoune importance capitale pour un physicien lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave
lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les meacutethodes de calcul drsquointeacutegrales en diffeacuterentes dimensions ainsi
que les meacutethodes menant agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles neacutecessaires pour la
reacutesolution des problegravemes de physique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Inteacutegrales simples et multiples (2 semaines) Rappels sur lrsquointeacutegrale de Riemann et sur le calcul de primitives Inteacutegrales doubles et triples Application au calcul drsquoaires de volumeshellip Chapitre 2 Inteacutegrale impropres (2 semaines) Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle non borneacute Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle borneacute infinies agrave lrsquoune des extreacutemiteacutes Chapitre 3 Equations diffeacuterentielles (2 semaines) Equations diffeacuterentielles ordinaires du 1er et du 2egraveme ordre Eleacutements drsquoeacutequations aux deacuteriveacutees partielles Chapitre 4 Seacuteries (3 semaines) Seacuteries numeacuteriques Suites et seacuteries de fonctions Seacuteries entiegraveres seacuteries de Fourrier Chapitre 5 Transformation de Laplace (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles Chapitre 6 Transformation de Fourier (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP Sciences Paris (2007)
- Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris (2008)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences Concepts meacutethodes et techniques pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
- J M RAKOSOTON J E RAKOSOTON Analyse fonctionnelle appliqueacutee aux eacutequations aux deacuteriveacutees partielles Ed PUF (1999)
- S NICAISE Analyse numeacuterique et eacutequations aux deacuteriveacutees partielles cours et problegravemes reacutesolus Ed Dunod Paris (2000)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Analytique
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance des fondements de la meacutecanique classique que ce soit agrave lrsquoeacutechelle du
point mateacuteriel (meacutecanique du point) ou agrave lrsquoeacutechelle du solide (meacutecanique du solide) par
lrsquoenseignement des formalismes de Lagrange et drsquoHamilton
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Rappels de meacutecanique classique Cineacutematique drsquoune particule Dynamique drsquoune particule Travail et eacutenergie Systegravemes agrave N particules et forces exteacuterieures Degreacutes de liberteacute Chapitre 2 Formalisme de Lagrange Coordonneacutees geacuteneacuteraliseacutees Variation fonctionnelle Le Lagrangien Coordonneacutees curvilignes Contraintes holonomes et non holonomes Applications Particule dans un champ gravitationnel particule lieacutee agrave un ressort problegraveme agrave deux corps le potentiel central Chapitre 3 Formalisme de Hamilton Transformation de Legendre LrsquoHamiltonien Variables canoniques et crochets de Poisson Moments geacuteneacuteraliseacutes Transformations canoniques La meacutethode de Hamilton-Jacobi Lrsquoespace des phases Variables angle-action et fonction geacuteneacuteratrice Systegravemes inteacutegrables Chapitre 4 Mouvement drsquoun solide indeacuteformable Degreacutes de liberteacute drsquoun solide Energie cineacutetique Axes principaux et tenseur drsquoinertie Moment cineacutetique drsquoun solide Approche vectorielle et eacutequations drsquoEuler Approche Lagrangienne et angles drsquoEuler Toupie symeacutetrique Chapitre 5 Meacutecanique Lagrangienne des milieux continus Le passage agrave la limite continue Theacuteorie classique des champs Equations drsquoEuler-Lagrange du champ Chapitre 6 Theacuteoregraveme de Liouville Equation de Hamilton-Jacobi
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A CHARLIER A BERARD M CHARLIER Meacutecanique Analytique - Du cours aux travaux dirigeacutes Ed Ellipses (1989)
- LANDAU et LIFCHITZ Meacutecanique Editions Mir (Moscou) et Ellipses (Paris) - BOUCIF Introduction agrave la meacutecanique analytique De Boeck Bruxelles (2012) - TAYLOR Meacutecanique classique Ellipses Paris (2007) - MARTIN-ROBINE Histoire du principe de moindre action Vuibert Paris (2006) - GOLDSTEIN et al Classical mechanics 3rd Ed Addison-Wesley (USA) (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 19
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance theacuteorique la compreacutehension et la reacutesolution des mouvements vibratoires
et les diffeacuterents types drsquooscillations engendreacutees ainsi que les ondes meacutecaniques et les
mouvements ondulatoires engendreacutes
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
PARTIE I VIBRATIONS Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les vibrations Deacutefinition drsquoun mouvement vibratoire Exemples de systegravemes vibratoires Mouvements peacuteriodiques Chapitre 2 Systegravemes lineacuteaires agrave un degreacute de liberteacute 21 Les oscillations libres Lrsquooscillateur harmonique Pulsation propre drsquoun oscillateur harmonique Lrsquoeacutenergie drsquoun oscillateur harmonique 22 Les oscillations libres amorties Forces drsquoamortissement Equation des mouvements Oscillations pseudopeacuteriodiques (deacutecreacutement logarithmique facteur de qualiteacute) 23 Les oscillations libres forceacutees Deacutefinition Cas drsquoune excitation sinusoiumldale (reacutesonance deacutephasage) Cas drsquoune excitation peacuteriodique quelconque 24 Les oscillations amorties forceacutees Equation des mouvements Reacutegime transitoire reacutegime permanent Bande passante Facteur de qualiteacute 25 Analogie entre systegravemes oscillants meacutecaniques et eacutelectriques Chapitre 3 Systegravemes lineacuteaires agrave plusieurs degreacutes de liberteacute 31 Systegravemes agrave 2 degreacutes de liberteacute (Cas libres - pulsations propres) amortis et amortis forceacutes 32 Systegravemes agrave N degreacutes de liberteacute (comportement geacuteneacuteral) PARTIE II LES ONDES MECANIQUES Chapitre 4 Geacuteneacuteraliteacutes sur les ondes meacutecaniques 41 Classification des ondes 42 Inteacutegrale geacuteneacuterale de lrsquoeacutequation geacuteneacuterale drsquoondes progressives 43 Vitesse de phase vitesse de groupe 44 Notion de front drsquoonde Exemple des ondes planes ondes spheacuteriques 45 Reacuteflexion et transmission des ondes 46 Relation entre les diffeacuterentes grandeurs repreacutesentant lrsquoonde Chapitre 5 Ondes transversales sur une corde 51 Equation de propagation Impeacutedance caracteacuteristique Energie drsquoune onde progressive Reacuteflexion et transmission des ondes Ondes stationnaires Chapitre 6 Ondes longitudinales dans les fluides 61 Ondes planes dans un tuyau cylindrique Equation drsquoondes dans un gaz Equation drsquoondes dans un liquide Impeacutedance acoustique Impeacutedance caracteacuteristique Energie transporteacutee par une onde Coefficients de reacuteflexion et de transmission drsquoondes (conditions aux limites) 62 Effet Doppler Chapitre 7 Ondes eacutelastiques dans les solides
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 20
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoeacutetudiant acquiegravere les connaissances theacuteoriques et les lois fondamentales de lrsquooptique
geacuteomeacutetrique et physique ainsi que les techniques et les instruments utiliseacutes accompagneacutes
de plusieurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Optique geacuteomeacutetrique 11- Principes et lois de lrsquooptique geacuteomeacutetrique 12- Notions de reacutefringence 13- Lois de Snell-Descartes principe de Fermat et construction de Huygens 14- Miroirs spheacuteriques et miroirs plans formule de position et construction drsquoimages 15- Dioptre plan et dioptre spheacuterique formule de conjugaison grandissement notions de
stigmatisme et construction drsquoimages 16- Prisme formules deacuteviation et dispersion 17- Lentilles minces formules de position et construction drsquoimages 18- Instruments optiques œil loupe microscope hellip Chapitre 2 Optique ondulatoire 21- Geacuteneacuteraliteacutes 22- Principe de superposition de deux ondes monochromatiques de mecircme freacutequence 23- Conditions drsquointerfeacuterence Notion de coheacuterence 24- Interfeacuterences de deux ondes coheacuterentes 25- Interfeacuterences agrave ondes multiples Interfeacuteromegravetres de Michelson et de Peacuterot-Fabry 26- Interfeacuterences en lumiegravere polychromatique Chapitre3 Diffraction et ses Applications 31- Diffraction de Fresnel et diffraction de Fraunhoffer 32- Diffraction par une ouverture rectangulaire et diffraction par une ouverture circulaire Chapitre 4 Polarisation 41- Transversaliteacute des ondes 42- Structure dune onde polariseacutee rectilignement 43- Reacuteflexion et reacutefraction par les corps isotropes transparents Chapitre 5 Lasers et ses applications
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- D FIEL amp P COLIN Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Ellipses (1999) - J-P PEREZ Optique - Fondements et Applications avec 250 exercices et problegravemes reacutesolus
Ed Dunod (2004) - F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005) - T BECHERRAWY Optique Geacuteomeacutetrique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Debœck (2006) - E AMZALLAG La Physique en Fac - Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Dunod (2006) - R TAILLET Optique Physique - Interfeacuterences Diffraction Holographie - Cours et exercices
corrigeacutes Ed Debœck (2006) - HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 21
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur les Vibrations et Ondes
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Oscillations transversales des cordes vibrantes 2- Systegravemes eacutelectromeacutecaniques (le haut-parleur eacutelectrodynamique) 3- Oscillations amorties (circuit RLC en oscillations libres et forceacutees) 4- Oscillations coupleacutees eacutetude des battements 5- Oscillations coupleacutees eacutetude des freacutequences propres 6- Propagation dondes longitudinale dans un fluide 7- Cuve rheacuteographique 8- Tube de KUNDT 9- Pheacutenomegravenes drsquoinduction
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 22
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur lrsquooptique geacuteomeacutetrique amp
physique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Introduction les diffeacuterentes sources et deacutetecteurs de lumiegravere 2- Reacuteflexion (miroir plan miroir spheacuterique) et reacutefraction (airverre verreair) 3- Etude du prisme deacuteviation 4- Etude du prisme dispersion 5- Etude du reacuteseau dispersion 6- Spectroscope agrave prisme spectroscope agrave reacuteseau 7- Focomeacutetrie (deacutetermination de la focale dune lentille) 8- Microscope 9- Polarisation de la lumiegravere (rectiligne circulaire elliptique) 10- Reacuteflexion sur une lame dune OEM plane 11- Spectrophotomeacutetrie (transmission de diffeacuterents filtres optiques) 12- Interfeacuteromeacutetrie (deacutetermination de la longueur donde de lindice dune lame agrave face parallegravele de la vitesse) 13- Diffraction (fentes et reacuteseaux loi de Bragg monochromateur)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005)
- HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 23
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation
Objectifs de lrsquoenseignement
La maicirctrise de lrsquooutil numeacuterique par lrsquoenseignement des langages de programmation
eacutevolueacutes drsquoune part et drsquoautre part par lrsquoenseignement des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations algeacutebriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo informatique 1 amp 2 raquo et laquo matheacutematiques 1
amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Initiation (ou rappel) de langages de programmation informatique MATLAB etou MATHEMATICA etou FORTRAN etou C++ Chapitre 2 Inteacutegration numeacuterique 2 1 Meacutethode des Trapegravezes 2 2 Meacutethode de Simpson Chapitre 3 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations non-lineacuteaires 3 1 Meacutethode de Bissection 3 2 Meacutethode de Newton Chapitre 4 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations diffeacuterentielles ordinaires 4 1 Meacutethode dEuler 4 2 Meacutethode de Runge-Kutta Chapitre 5 Reacutesolution numeacuterique des systegravemes deacutequations lineacuteaires 5 1 Meacutethode de Gauss 5 2 Meacutethode de Gauss-Seidel
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
Pour MATLAB - M DJEBLI amp H DJELOUAH Initiation agrave MATLAB OPU (2013) - R DUKKIPATI MATLAB an introduction with applications New Age International
Publishers India (2010) - C WOODFORD and C Phillips Numerical methods with worked examples MATLAB edition
2nd Ed Springer Ltd (2013) Pour C et C++ - C DELANNOY lsquorsquoC++ pour les programmeurs Crsquorsquo 6egraveme Ed Eyrolles Paris (2004) - C CASTEYDE lsquorsquoCours de CC++rsquorsquo Copyright (2005) Pour FORTRAN - B HAHN lsquorsquoIntroduction to Fortran 90 for scientists and engineersrsquorsquo Capetown University South
Africa (1993) - Ph DrsquoAnfray lsquorsquoFortran 77rsquorsquo Universiteacute Paris XIII (1998) - P CORDE et A FOUILLOUX Langage Fortran Support de cours IDRIS (2010) Pour les meacutethodes numeacuteriques - F JEDRZEIJEWSKI Introduction aux meacutethodes numeacuteriques 2egraveme Ed Springer France
(2005) - J HOFFMAN Numerical methods for engineers and scientists 2nd Ed Marcel Dekker USA
(2001) - A QUARTERONI Meacutethodes numeacuteriques algorithmes analyse et appl Springer Italie (2004)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Probabiliteacutes amp Statistiques
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de deacutecouvrirrsquo le domaine de
lrsquoaleacuteatoire et des probabiliteacutes ainsi que lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees
expeacuterimentales ou numeacuteriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo matheacutematiques 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Eleacutements de base en theacuteorie des probabiliteacutes (2 semaines) I Historique et motivations (utiliteacute des probabiliteacutes en physique) II Axiomatique de base 1 Espace probabiliseacute Univers tribu probabiliteacutes probabiliteacutes conditionnelles 2 Variables aleacuteatoires Deacutefinitions Lois usuelles Entropie Fonctions de variables aleacuteatoires Systegravemes de variables aleacuteatoires Espeacuterance conditionnelle Chapitre 2 Convergences et theacuteoregravemes limites (2 semaines) 1 Un exemple Variations autour du tirage agrave pile ou face 2 Convergences Loi des grands nombres (forte et faible) Theacuteoregraveme central limite 3 Ineacutegaliteacutes fondamentales Tchebychev Jensen Houmllder 4 Grandes deacuteviations Liens avec la limite thermodynamique en physique statistique Chapitre 3 Analyse des seacuteries statistiques (3 semaines) 1 Seacuteries simples Seacuteries doubles 2 Analyse de reacutegression et correacutelation Reacutegressions lineacuteaire simple et multiple Reacutegression non-lineacuteaire (exponentielle logarithmique polynomiale) Chapitre 4 Statistique infeacuterentielle (4 semaines) 1- Estimation parameacutetrique 2- Tests statistiques (tests de correacutelation tests dindeacutependance tests dajustement test de student ANOVA) Chapitre 5 Analyse des donneacutees (3 semaines) 1-Analyse en composantes principales (ACP) 2- Analyse factorielle discriminante (AFD) 3-Analyse de classification (hieacuterarchique automatique)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- FEMENIAS Probabiliteacutes et statistiques pour les sciences physiques Cours et exercices corrigeacutes Dunod Paris (2003)
- SAPORTA Probabiliteacutes Analyse des Donneacutees et Statistique 3egraveme Ed Technip Paris (2011)
- ESCOUBES Probabiliteacutes et statistiques agrave lusage des physiciens Ed Ellipses Paris (1998)
- W APPEL Probabiliteacutes pour les non probabilistes HampK Edition Paris (2013)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Cristallographie physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs agrave atteindre par lrsquoenseignement de cette matiegravere sont
- Lrsquointroduction des concepts et des proprieacuteteacutes du cristal et du reacuteseau cristallin et
les diffeacuterents modes de reacuteseaux
- La connaissance des lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les
cristaux
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les bases fondamentales de la chimie et la physique de la
premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition de lrsquoeacutetat cristallin Reacuteseaux deacutefinitions Rangeacutee et plan reacuteticulaire Mailles repreacutesentatives Motif Indices de Miller Reacuteseau reacuteciproque Deacutefinition Quelques proprieacuteteacutes et relations avec grandeur du reacuteseau direct Distance inter reacuteticulaire II ndash Symeacutetrie des figures finies Opeacuterations de symeacutetrie Inversion Rotation Reacuteflexion Inversion rotatoire Reacuteflexion rotatoire Notions de points eacutequivalents III ndash Symeacutetrie des reacuteseaux ndash reacuteseaux de Bravais Systegravemes cristallins Les diffeacuterents modes de reacuteseaux Les quatorze reacuteseaux de Bravais Incompatibiliteacute de certains ordres drsquoaxes de rotation avec les reacuteseaux Quelques relations geacuteomeacutetriques dans les reacuteseaux IV ndash Meacutethodes expeacuterimentales de la diffraction Conditions de diffraction Loi de Bragg Equation de Von Laue Construction drsquoEwald Diffeacuterentes meacutethode de diffraction Meacutethode de Laue Meacutethode de Debye-Scherrer Meacutethode du cristal tournant Meacutethode de Weissenberg Diffractomegravetres automatiques V ndash Liaisons chimiques Geacuteneacuteraliteacutes sur les liaisons chimiques Structures stables et eacutenergie interne Les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Forces drsquoattraction i) Liaisons fortes ndash liaisons de valence Liaison ionique Liaison de covalence Liaison meacutetallique Interaction ion-dipocircle Ii) Liaisons faibles- Liaison de Van der Waals Liaison par transfert de charge Liaison hydrogegravene Forces de reacutepulsion
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Histoire de la Physique
Objectifs de lrsquoenseignement Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert le monde
fabuleux de la physique et son histoire agrave travers le temps et la contribution de ses savants
Connaissances preacutealables recommandeacutees Connaicirctre les sciences physiques de la
premiegravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
1- La physique ancienne 11 Origine de la physique 12 La physique avant Aristote Thales Pythagore Empeacutedocle 13 Les atomistes Leucippe Deacutemocritehellip 14 La physique agrave lrsquoeacutepoque drsquoAristote Theacuteophraste Straton Eacutepicure Zeacutenon 15 Ecole drsquoAlexandrie amp la Physique Euclide Archimegravede Eratosthegravene Ptoleacutemeacutee 2- La contribution de la civilisation islamique agrave lrsquoeacutevolution de la physique 21 Contribution aux progregraves de lrsquoastronomie (al-Khawarizmi Habash al Hasib al-Battani les fregraveres Banou Moussa al-Sufi ibn Yunus et al-Biruni al-Zarqali) 22 Contribution aux progregraves de lrsquooptique al-Kindi ibn Sahl al Hazen 23 Contribution aux progregraves de la meacutecanique (al Fārābi al-Khāzinī al-Jāzāri al-Baghdādī al-Rāzī al-Ṭ ūsī)
24 Contribution aux progregraves sur la constitution de la matiegravere 25 Contribution aux progregraves du magneacutetisme 3- La meacutecanique newtonienne et la theacuteorie eacutelectromagneacutetique 31 Copernic Kepler Galileacutee Newton 32 Le XVIIIe siegravecle le triomphe de la meacutecanique Christiaan Huygens les fregraveres Jacques et Jean Bernoulli Leonhard Euler Jean Le Rond drsquoAlembert Louis de Lagrange 33 Le XIXe siegravecle lrsquoeacutelectromagneacutetisme Franccedilois Arago Hans Christian Oersted Michael Faraday James Clerk Maxwell 34 Lrsquooptique drsquoune vision corpusculaire agrave une vision ondulatoire 35 La crise autour de 1900 4- La meacutecanique quantique 41 La constante de Planck 42 Schroumldinger et son eacutequation 43 Heisenberg et la relation drsquoincertitude 44 Pauli et le principe drsquoexclusion 45 Lrsquoatome de Bohr 46 Dirac et ses contributions agrave la physique quantique 5- La theacuteorie de la relativiteacute 51 La theacuteorie de la relativiteacute restreinte Lrsquoeacutequivalence masse-eacutenergie 52 Application eacutenergie nucleacuteaire (fission fusion) 53 La theacuteorie de la relativiteacute geacuteneacuterale La courbure de lrsquoespace-temps 54 Application Expansion de lrsquounivers modegravele standard de la cosmologie
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J ROSMORDUC Une histoire de la physique et de la chimie Le Seuil coll laquo Points Sciences raquo (1985)
- A DJEBBAR et J ROSMORDUC Une histoire de la science arabe Introduction agrave la connaissance du patrimoine scientifique des pays dislam Le Seuil (2001)
- R TATON Histoire geacuteneacuterale des sciences PUF Quadrige (1983) - M BIEZUNSKI Histoire de la physique moderne la Deacutecouverte (1993) - R LOCQUENEUX Histoire de la physique PUF Que sais-je ndeg421 (1987) - M PATY La physique du XXe siegravecle Vuibert (1996)
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Semestre 3 UE Deacutecouverte
Matiegravere Chimie Mineacuterale Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant physicien drsquoacqueacuterir les
connaissances et les lois fondamentales de la chimie mineacuterale
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Connaicirctre les sciences physiques de la premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere - Proprieacuteteacutes peacuteriodiques blocs peacuteriodes groupes ndash Peacuteriodiciteacute des proprieacuteteacutes
physiques et chimiques caractegraveres des meacutetaux des non-meacutetaux et des meacutetalloiumldes Compleacutements sur lrsquoeacutetat solide
- Les meacutetaux alcalins et alcalino-terreux les meacutetaux des groupes IIIa et IVa les halogegravenes lrsquooxygegravene et le soufre lrsquoazote et le phosphore
- Les meacutetaux de transition proprieacuteteacutes les composeacutes de coordination nomenclature isomeacuterie theacuteories des orbitales hybrides theacuteorie du champ cristallin theacuteorie des orbitales moleacuteculaires proprieacuteteacutes magneacutetiques et couleurs Les eacuteleacutements des groupes IB IIB IIIB VIIIB les terres rares
- Equilibres en solution Equilibres homogegravene et heacuteteacuterogegravene La constante drsquoeacutequilibre Les facteurs drsquoeacutequilibre Principe de Le CHATELIER Notions geacuteneacuterales sur les solutions
- La solubiliteacute Paramegravetres influenccedilant la solubiliteacute Aspect thermochimique de la solubiliteacute La dissociation ionique et la solvatation
- Les solutions ioniques Acides et Bases La dissociation ionique (Lrsquoeacutequilibre de dissociation (Lrsquoauto - ionisation de lrsquoeau) Produit ionique de lrsquoeau Geacuteneacuteraliteacute sur les acides et les bases (Deacutefinitions Conseacutequences de la deacutefinition de BRONSTED Forces des acides et des bases) Le pH des acides et des bases La notion de pH Calcul du pH drsquoun acide ou drsquoune base Mesure du pH Neutralisation drsquoun acide par une base Force des acides et des bases Proprieacuteteacute AcidoBasiques - Notion de pH
- Les sels en solution Etude des sels peu solubles (Deacutefinitions Solubiliteacute de sels Produits de solubiliteacute Deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre de solubiliteacute)
- Oxydoreacuteduction Notion de degreacute drsquooxydations ndashReacuteactions Mode drsquoeacutevaluation Examen 100 Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3
Objectifs de lrsquoenseignement
- Acquisition drsquoune culture de langue scientifique et des bases de langage courant - Acquisition drsquoune capaciteacute aux techniques de lrsquoexposeacute oral Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues eacutetrangegraveres 1 et 2 enseigneacutees en L1
SM
Contenu de la matiegravere
Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue eacutetrangegravere Entraicircnement agrave la compreacutehension de documents eacutecrits relatifs au domaine de la physique On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique Tous les supports seront utiliseacutes - Traduction de notices et publications Reacutedaction de reacutesumeacutes Bibliographie et exposeacutes de projet
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 29
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 31
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 32
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 33
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 34
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
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Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
------------------
Aoucirct 2014
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II ndash Fiches drsquoorganisation des uniteacutes drsquoenseignement (Etablir une fiche par UE)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 135h00 TD 90h00 TP - Travail personnel 275h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 10 Creacutedits = 20 Matiegravere1 Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles Creacutedits 6 Coefficient 3 Matiegravere 2 Meacutecanique Analytique Creacutedits 6 Coefficient 3 Matiegravere 3 Vibrations amp Ondes Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 4 Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique Creacutedits 4 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 33 Examen 67
Description des matiegraveres
Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles Calcul drsquointeacutegrales et des seacuteries numeacuteriques et meacutethodes de reacutesolution des eacutequations diffeacuterentielles du premier et second ordre Application des transformeacutees de Laplace et de Fourier Meacutecanique Analytique La Meacutecanique classique et les puissants formalismes de Lagrange et de Hamilton aux mouvements des solides Vibrations amp Ondes Les diffeacuterents types de mouvements vibratoires ou oscillatoires appliqueacutes aux systegravemes lineacuteaires avec les ondes meacutecaniques et leurs propagations Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Les lois fondamentales de lrsquooptique geacuteomeacutetrique et physique ainsi que les techniques et les instruments utiliseacutes accompagneacutes de plusieurs applications
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Semestre 3
UE Meacutethodologie
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 67h30 Travail personnel 85h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 4 Creacutedits = 7 Matiegravere1 Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 2 Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 3 Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 50 Examen 50
Description des matiegraveres
Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes Consolidation des connaissances theacuteoriques
sur les Vibrations et Ondes Apprentissage et
visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes aux
Vibrations et Ondes
Travaux Pratiques drsquoOptique
Geacuteomeacutetrique amp Physique
Consolidation des connaissances theacuteoriques
sur les Vibrations et Ondes Apprentissage et
visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquoOptique
Meacutethodes Numeacuteriques et
Programmation
Speacutecialisation en langages de programmation
eacutevolueacutes et eacutetude des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations
algeacutebriques
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 22h30 Travail personnel 05h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 2 Creacutedits = 2
Une matiegravere agrave choisir parmi Matiegravere1 Probabiliteacutes amp Statistiques Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 2 Cristallographie physique Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 3 Histoire de la Physique Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 4 Chimie Mineacuterale Creacutedits 2 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Probabiliteacutes amp Statistiques Ces branches matheacutematiques sont en eacutetroite relation avec la physique dans le domaine de lrsquoaleacuteatoire et la theacuteorie probabiliste ainsi que pour lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees Cristallographie physique Deacutefinitions et proprieacuteteacutes de lrsquoeacutetat cristallin et du reacuteseau cristallin et ses diffeacuterents modes Les lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Histoire de la Physique La fabuleuse eacutevolution de la physique dans le temps et au sein de lrsquohumaniteacute par le deacuteveloppement des branches de la physique et les deacutecouvertes des savants Chimie Mineacuterale Proprieacuteteacutes et traitement des solutions ioniques des Acides et Bases des eacutequilibres en solution de la solubiliteacute et de lrsquooxydoreacuteduction meacutetaux alcalins et alcalino-terreux
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Semestre 3 UE Transversale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 15h00 TD - TP - Travail personnel 10h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 1 Creacutedit = 1
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3 Creacutedit 1 Coefficient 1
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Langues eacutetrangegraveres 3 Anglais 3 ou Franccedilais 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue anglaise franccedilaise
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Semestre 4
UE Fondamentale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 110h30 TD 90h00 TP - Travail personnel 247h30
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 9 Creacutedits = 18 Matiegravere1 Thermodynamique Creacutedits 6 Coefficient 3 Matiegravere 2 Fonction de la Variable Complexe Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 3 Meacutecanique Quantique Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 3 Electromagneacutetisme Creacutedits 4 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 33 Examen 67
Description des matiegraveres
Thermodynamique Les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie Les fonctions thermodynamiques et lrsquoirreacuteversibiliteacute Fonction de la Variable Complexe Les fonctions holomorphes et les fonctions eacuteleacutementaires Les theacuteoregravemes fondamentaux et des reacutesidus et leurs applications Meacutecanique Quantique Les particules eacuteleacutementaires en meacutecanique quantique Le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique Electromagneacutetisme Le Champ magneacutetique la force de Lorentz et les eacutequations de Maxwell La propagation et le rayonnement des ondes eacutelectromagneacutetiques
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 45h00 TD - TP 67h30 Travail personnel 87h30
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 5 Creacutedits = 8 Matiegravere1 Travaux Pratiques de Thermodynamique Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 2 Meacutecanique des Fluides Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 3 Electronique Geacuteneacuterale Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 50 Examen 50
Description des matiegraveres
Travaux Pratiques de Thermodynamique Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la Thermodynamique Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique Meacutecanique des Fluides Fondements de la Meacutecanique des Fluides la statique la cineacutematique et la dynamique des fluides parfaits et visqueux accompagneacutes drsquoexemples drsquoapplication (travaux pratiques) Electronique Geacuteneacuterale Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme de travaux pratiques
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 14
Semestre 4 UE Deacutecouverte
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 22h30 Travail personnel 30h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 2 Creacutedits = 3
Une matiegravere agrave choisir parmi Matiegravere1 Physique Atomique amp Nucleacuteaire Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 2 Notions drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 3 Spectroscopie Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 4 Techniques drsquoAnalyse Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Physique Atomique amp Nucleacuteaire Deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Notions drsquoAstronomie et
drsquoAstrophysique Deacutecouvrir lrsquoinfiniment grand avec notre galaxie et le systegraveme solaire les planegravetes et les eacutetoiles Spectroscopie Comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites Techniques drsquoAnalyse Deacutecouvrir les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 15
Semestre 4
UE Transversale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 15h00 TD - TP - Travail personnel 10h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 1 Creacutedit = 1
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4 Creacutedit 1 Coefficient 1
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Langues eacutetrangegraveres 4 Anglais 4 ou
Franccedilais 4 Cette uniteacute est une continuiteacute de lrsquouniteacute Langues eacutetrangegraveres 3 Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique - Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur
internet
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 16
III - Programme deacutetailleacute par matiegravere (1 fiche deacutetailleacutee par matiegravere)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 17
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles
Objectifs de lrsquoenseignement
Drsquoune importance capitale pour un physicien lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave
lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les meacutethodes de calcul drsquointeacutegrales en diffeacuterentes dimensions ainsi
que les meacutethodes menant agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles neacutecessaires pour la
reacutesolution des problegravemes de physique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Inteacutegrales simples et multiples (2 semaines) Rappels sur lrsquointeacutegrale de Riemann et sur le calcul de primitives Inteacutegrales doubles et triples Application au calcul drsquoaires de volumeshellip Chapitre 2 Inteacutegrale impropres (2 semaines) Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle non borneacute Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle borneacute infinies agrave lrsquoune des extreacutemiteacutes Chapitre 3 Equations diffeacuterentielles (2 semaines) Equations diffeacuterentielles ordinaires du 1er et du 2egraveme ordre Eleacutements drsquoeacutequations aux deacuteriveacutees partielles Chapitre 4 Seacuteries (3 semaines) Seacuteries numeacuteriques Suites et seacuteries de fonctions Seacuteries entiegraveres seacuteries de Fourrier Chapitre 5 Transformation de Laplace (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles Chapitre 6 Transformation de Fourier (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP Sciences Paris (2007)
- Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris (2008)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences Concepts meacutethodes et techniques pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
- J M RAKOSOTON J E RAKOSOTON Analyse fonctionnelle appliqueacutee aux eacutequations aux deacuteriveacutees partielles Ed PUF (1999)
- S NICAISE Analyse numeacuterique et eacutequations aux deacuteriveacutees partielles cours et problegravemes reacutesolus Ed Dunod Paris (2000)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 18
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Analytique
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance des fondements de la meacutecanique classique que ce soit agrave lrsquoeacutechelle du
point mateacuteriel (meacutecanique du point) ou agrave lrsquoeacutechelle du solide (meacutecanique du solide) par
lrsquoenseignement des formalismes de Lagrange et drsquoHamilton
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Rappels de meacutecanique classique Cineacutematique drsquoune particule Dynamique drsquoune particule Travail et eacutenergie Systegravemes agrave N particules et forces exteacuterieures Degreacutes de liberteacute Chapitre 2 Formalisme de Lagrange Coordonneacutees geacuteneacuteraliseacutees Variation fonctionnelle Le Lagrangien Coordonneacutees curvilignes Contraintes holonomes et non holonomes Applications Particule dans un champ gravitationnel particule lieacutee agrave un ressort problegraveme agrave deux corps le potentiel central Chapitre 3 Formalisme de Hamilton Transformation de Legendre LrsquoHamiltonien Variables canoniques et crochets de Poisson Moments geacuteneacuteraliseacutes Transformations canoniques La meacutethode de Hamilton-Jacobi Lrsquoespace des phases Variables angle-action et fonction geacuteneacuteratrice Systegravemes inteacutegrables Chapitre 4 Mouvement drsquoun solide indeacuteformable Degreacutes de liberteacute drsquoun solide Energie cineacutetique Axes principaux et tenseur drsquoinertie Moment cineacutetique drsquoun solide Approche vectorielle et eacutequations drsquoEuler Approche Lagrangienne et angles drsquoEuler Toupie symeacutetrique Chapitre 5 Meacutecanique Lagrangienne des milieux continus Le passage agrave la limite continue Theacuteorie classique des champs Equations drsquoEuler-Lagrange du champ Chapitre 6 Theacuteoregraveme de Liouville Equation de Hamilton-Jacobi
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A CHARLIER A BERARD M CHARLIER Meacutecanique Analytique - Du cours aux travaux dirigeacutes Ed Ellipses (1989)
- LANDAU et LIFCHITZ Meacutecanique Editions Mir (Moscou) et Ellipses (Paris) - BOUCIF Introduction agrave la meacutecanique analytique De Boeck Bruxelles (2012) - TAYLOR Meacutecanique classique Ellipses Paris (2007) - MARTIN-ROBINE Histoire du principe de moindre action Vuibert Paris (2006) - GOLDSTEIN et al Classical mechanics 3rd Ed Addison-Wesley (USA) (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 19
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance theacuteorique la compreacutehension et la reacutesolution des mouvements vibratoires
et les diffeacuterents types drsquooscillations engendreacutees ainsi que les ondes meacutecaniques et les
mouvements ondulatoires engendreacutes
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
PARTIE I VIBRATIONS Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les vibrations Deacutefinition drsquoun mouvement vibratoire Exemples de systegravemes vibratoires Mouvements peacuteriodiques Chapitre 2 Systegravemes lineacuteaires agrave un degreacute de liberteacute 21 Les oscillations libres Lrsquooscillateur harmonique Pulsation propre drsquoun oscillateur harmonique Lrsquoeacutenergie drsquoun oscillateur harmonique 22 Les oscillations libres amorties Forces drsquoamortissement Equation des mouvements Oscillations pseudopeacuteriodiques (deacutecreacutement logarithmique facteur de qualiteacute) 23 Les oscillations libres forceacutees Deacutefinition Cas drsquoune excitation sinusoiumldale (reacutesonance deacutephasage) Cas drsquoune excitation peacuteriodique quelconque 24 Les oscillations amorties forceacutees Equation des mouvements Reacutegime transitoire reacutegime permanent Bande passante Facteur de qualiteacute 25 Analogie entre systegravemes oscillants meacutecaniques et eacutelectriques Chapitre 3 Systegravemes lineacuteaires agrave plusieurs degreacutes de liberteacute 31 Systegravemes agrave 2 degreacutes de liberteacute (Cas libres - pulsations propres) amortis et amortis forceacutes 32 Systegravemes agrave N degreacutes de liberteacute (comportement geacuteneacuteral) PARTIE II LES ONDES MECANIQUES Chapitre 4 Geacuteneacuteraliteacutes sur les ondes meacutecaniques 41 Classification des ondes 42 Inteacutegrale geacuteneacuterale de lrsquoeacutequation geacuteneacuterale drsquoondes progressives 43 Vitesse de phase vitesse de groupe 44 Notion de front drsquoonde Exemple des ondes planes ondes spheacuteriques 45 Reacuteflexion et transmission des ondes 46 Relation entre les diffeacuterentes grandeurs repreacutesentant lrsquoonde Chapitre 5 Ondes transversales sur une corde 51 Equation de propagation Impeacutedance caracteacuteristique Energie drsquoune onde progressive Reacuteflexion et transmission des ondes Ondes stationnaires Chapitre 6 Ondes longitudinales dans les fluides 61 Ondes planes dans un tuyau cylindrique Equation drsquoondes dans un gaz Equation drsquoondes dans un liquide Impeacutedance acoustique Impeacutedance caracteacuteristique Energie transporteacutee par une onde Coefficients de reacuteflexion et de transmission drsquoondes (conditions aux limites) 62 Effet Doppler Chapitre 7 Ondes eacutelastiques dans les solides
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 20
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoeacutetudiant acquiegravere les connaissances theacuteoriques et les lois fondamentales de lrsquooptique
geacuteomeacutetrique et physique ainsi que les techniques et les instruments utiliseacutes accompagneacutes
de plusieurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Optique geacuteomeacutetrique 11- Principes et lois de lrsquooptique geacuteomeacutetrique 12- Notions de reacutefringence 13- Lois de Snell-Descartes principe de Fermat et construction de Huygens 14- Miroirs spheacuteriques et miroirs plans formule de position et construction drsquoimages 15- Dioptre plan et dioptre spheacuterique formule de conjugaison grandissement notions de
stigmatisme et construction drsquoimages 16- Prisme formules deacuteviation et dispersion 17- Lentilles minces formules de position et construction drsquoimages 18- Instruments optiques œil loupe microscope hellip Chapitre 2 Optique ondulatoire 21- Geacuteneacuteraliteacutes 22- Principe de superposition de deux ondes monochromatiques de mecircme freacutequence 23- Conditions drsquointerfeacuterence Notion de coheacuterence 24- Interfeacuterences de deux ondes coheacuterentes 25- Interfeacuterences agrave ondes multiples Interfeacuteromegravetres de Michelson et de Peacuterot-Fabry 26- Interfeacuterences en lumiegravere polychromatique Chapitre3 Diffraction et ses Applications 31- Diffraction de Fresnel et diffraction de Fraunhoffer 32- Diffraction par une ouverture rectangulaire et diffraction par une ouverture circulaire Chapitre 4 Polarisation 41- Transversaliteacute des ondes 42- Structure dune onde polariseacutee rectilignement 43- Reacuteflexion et reacutefraction par les corps isotropes transparents Chapitre 5 Lasers et ses applications
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- D FIEL amp P COLIN Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Ellipses (1999) - J-P PEREZ Optique - Fondements et Applications avec 250 exercices et problegravemes reacutesolus
Ed Dunod (2004) - F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005) - T BECHERRAWY Optique Geacuteomeacutetrique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Debœck (2006) - E AMZALLAG La Physique en Fac - Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Dunod (2006) - R TAILLET Optique Physique - Interfeacuterences Diffraction Holographie - Cours et exercices
corrigeacutes Ed Debœck (2006) - HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 21
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur les Vibrations et Ondes
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Oscillations transversales des cordes vibrantes 2- Systegravemes eacutelectromeacutecaniques (le haut-parleur eacutelectrodynamique) 3- Oscillations amorties (circuit RLC en oscillations libres et forceacutees) 4- Oscillations coupleacutees eacutetude des battements 5- Oscillations coupleacutees eacutetude des freacutequences propres 6- Propagation dondes longitudinale dans un fluide 7- Cuve rheacuteographique 8- Tube de KUNDT 9- Pheacutenomegravenes drsquoinduction
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 22
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur lrsquooptique geacuteomeacutetrique amp
physique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Introduction les diffeacuterentes sources et deacutetecteurs de lumiegravere 2- Reacuteflexion (miroir plan miroir spheacuterique) et reacutefraction (airverre verreair) 3- Etude du prisme deacuteviation 4- Etude du prisme dispersion 5- Etude du reacuteseau dispersion 6- Spectroscope agrave prisme spectroscope agrave reacuteseau 7- Focomeacutetrie (deacutetermination de la focale dune lentille) 8- Microscope 9- Polarisation de la lumiegravere (rectiligne circulaire elliptique) 10- Reacuteflexion sur une lame dune OEM plane 11- Spectrophotomeacutetrie (transmission de diffeacuterents filtres optiques) 12- Interfeacuteromeacutetrie (deacutetermination de la longueur donde de lindice dune lame agrave face parallegravele de la vitesse) 13- Diffraction (fentes et reacuteseaux loi de Bragg monochromateur)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005)
- HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 23
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation
Objectifs de lrsquoenseignement
La maicirctrise de lrsquooutil numeacuterique par lrsquoenseignement des langages de programmation
eacutevolueacutes drsquoune part et drsquoautre part par lrsquoenseignement des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations algeacutebriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo informatique 1 amp 2 raquo et laquo matheacutematiques 1
amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Initiation (ou rappel) de langages de programmation informatique MATLAB etou MATHEMATICA etou FORTRAN etou C++ Chapitre 2 Inteacutegration numeacuterique 2 1 Meacutethode des Trapegravezes 2 2 Meacutethode de Simpson Chapitre 3 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations non-lineacuteaires 3 1 Meacutethode de Bissection 3 2 Meacutethode de Newton Chapitre 4 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations diffeacuterentielles ordinaires 4 1 Meacutethode dEuler 4 2 Meacutethode de Runge-Kutta Chapitre 5 Reacutesolution numeacuterique des systegravemes deacutequations lineacuteaires 5 1 Meacutethode de Gauss 5 2 Meacutethode de Gauss-Seidel
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
Pour MATLAB - M DJEBLI amp H DJELOUAH Initiation agrave MATLAB OPU (2013) - R DUKKIPATI MATLAB an introduction with applications New Age International
Publishers India (2010) - C WOODFORD and C Phillips Numerical methods with worked examples MATLAB edition
2nd Ed Springer Ltd (2013) Pour C et C++ - C DELANNOY lsquorsquoC++ pour les programmeurs Crsquorsquo 6egraveme Ed Eyrolles Paris (2004) - C CASTEYDE lsquorsquoCours de CC++rsquorsquo Copyright (2005) Pour FORTRAN - B HAHN lsquorsquoIntroduction to Fortran 90 for scientists and engineersrsquorsquo Capetown University South
Africa (1993) - Ph DrsquoAnfray lsquorsquoFortran 77rsquorsquo Universiteacute Paris XIII (1998) - P CORDE et A FOUILLOUX Langage Fortran Support de cours IDRIS (2010) Pour les meacutethodes numeacuteriques - F JEDRZEIJEWSKI Introduction aux meacutethodes numeacuteriques 2egraveme Ed Springer France
(2005) - J HOFFMAN Numerical methods for engineers and scientists 2nd Ed Marcel Dekker USA
(2001) - A QUARTERONI Meacutethodes numeacuteriques algorithmes analyse et appl Springer Italie (2004)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 24
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Probabiliteacutes amp Statistiques
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de deacutecouvrirrsquo le domaine de
lrsquoaleacuteatoire et des probabiliteacutes ainsi que lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees
expeacuterimentales ou numeacuteriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo matheacutematiques 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Eleacutements de base en theacuteorie des probabiliteacutes (2 semaines) I Historique et motivations (utiliteacute des probabiliteacutes en physique) II Axiomatique de base 1 Espace probabiliseacute Univers tribu probabiliteacutes probabiliteacutes conditionnelles 2 Variables aleacuteatoires Deacutefinitions Lois usuelles Entropie Fonctions de variables aleacuteatoires Systegravemes de variables aleacuteatoires Espeacuterance conditionnelle Chapitre 2 Convergences et theacuteoregravemes limites (2 semaines) 1 Un exemple Variations autour du tirage agrave pile ou face 2 Convergences Loi des grands nombres (forte et faible) Theacuteoregraveme central limite 3 Ineacutegaliteacutes fondamentales Tchebychev Jensen Houmllder 4 Grandes deacuteviations Liens avec la limite thermodynamique en physique statistique Chapitre 3 Analyse des seacuteries statistiques (3 semaines) 1 Seacuteries simples Seacuteries doubles 2 Analyse de reacutegression et correacutelation Reacutegressions lineacuteaire simple et multiple Reacutegression non-lineacuteaire (exponentielle logarithmique polynomiale) Chapitre 4 Statistique infeacuterentielle (4 semaines) 1- Estimation parameacutetrique 2- Tests statistiques (tests de correacutelation tests dindeacutependance tests dajustement test de student ANOVA) Chapitre 5 Analyse des donneacutees (3 semaines) 1-Analyse en composantes principales (ACP) 2- Analyse factorielle discriminante (AFD) 3-Analyse de classification (hieacuterarchique automatique)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- FEMENIAS Probabiliteacutes et statistiques pour les sciences physiques Cours et exercices corrigeacutes Dunod Paris (2003)
- SAPORTA Probabiliteacutes Analyse des Donneacutees et Statistique 3egraveme Ed Technip Paris (2011)
- ESCOUBES Probabiliteacutes et statistiques agrave lusage des physiciens Ed Ellipses Paris (1998)
- W APPEL Probabiliteacutes pour les non probabilistes HampK Edition Paris (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 25
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Cristallographie physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs agrave atteindre par lrsquoenseignement de cette matiegravere sont
- Lrsquointroduction des concepts et des proprieacuteteacutes du cristal et du reacuteseau cristallin et
les diffeacuterents modes de reacuteseaux
- La connaissance des lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les
cristaux
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les bases fondamentales de la chimie et la physique de la
premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition de lrsquoeacutetat cristallin Reacuteseaux deacutefinitions Rangeacutee et plan reacuteticulaire Mailles repreacutesentatives Motif Indices de Miller Reacuteseau reacuteciproque Deacutefinition Quelques proprieacuteteacutes et relations avec grandeur du reacuteseau direct Distance inter reacuteticulaire II ndash Symeacutetrie des figures finies Opeacuterations de symeacutetrie Inversion Rotation Reacuteflexion Inversion rotatoire Reacuteflexion rotatoire Notions de points eacutequivalents III ndash Symeacutetrie des reacuteseaux ndash reacuteseaux de Bravais Systegravemes cristallins Les diffeacuterents modes de reacuteseaux Les quatorze reacuteseaux de Bravais Incompatibiliteacute de certains ordres drsquoaxes de rotation avec les reacuteseaux Quelques relations geacuteomeacutetriques dans les reacuteseaux IV ndash Meacutethodes expeacuterimentales de la diffraction Conditions de diffraction Loi de Bragg Equation de Von Laue Construction drsquoEwald Diffeacuterentes meacutethode de diffraction Meacutethode de Laue Meacutethode de Debye-Scherrer Meacutethode du cristal tournant Meacutethode de Weissenberg Diffractomegravetres automatiques V ndash Liaisons chimiques Geacuteneacuteraliteacutes sur les liaisons chimiques Structures stables et eacutenergie interne Les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Forces drsquoattraction i) Liaisons fortes ndash liaisons de valence Liaison ionique Liaison de covalence Liaison meacutetallique Interaction ion-dipocircle Ii) Liaisons faibles- Liaison de Van der Waals Liaison par transfert de charge Liaison hydrogegravene Forces de reacutepulsion
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 26
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Histoire de la Physique
Objectifs de lrsquoenseignement Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert le monde
fabuleux de la physique et son histoire agrave travers le temps et la contribution de ses savants
Connaissances preacutealables recommandeacutees Connaicirctre les sciences physiques de la
premiegravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
1- La physique ancienne 11 Origine de la physique 12 La physique avant Aristote Thales Pythagore Empeacutedocle 13 Les atomistes Leucippe Deacutemocritehellip 14 La physique agrave lrsquoeacutepoque drsquoAristote Theacuteophraste Straton Eacutepicure Zeacutenon 15 Ecole drsquoAlexandrie amp la Physique Euclide Archimegravede Eratosthegravene Ptoleacutemeacutee 2- La contribution de la civilisation islamique agrave lrsquoeacutevolution de la physique 21 Contribution aux progregraves de lrsquoastronomie (al-Khawarizmi Habash al Hasib al-Battani les fregraveres Banou Moussa al-Sufi ibn Yunus et al-Biruni al-Zarqali) 22 Contribution aux progregraves de lrsquooptique al-Kindi ibn Sahl al Hazen 23 Contribution aux progregraves de la meacutecanique (al Fārābi al-Khāzinī al-Jāzāri al-Baghdādī al-Rāzī al-Ṭ ūsī)
24 Contribution aux progregraves sur la constitution de la matiegravere 25 Contribution aux progregraves du magneacutetisme 3- La meacutecanique newtonienne et la theacuteorie eacutelectromagneacutetique 31 Copernic Kepler Galileacutee Newton 32 Le XVIIIe siegravecle le triomphe de la meacutecanique Christiaan Huygens les fregraveres Jacques et Jean Bernoulli Leonhard Euler Jean Le Rond drsquoAlembert Louis de Lagrange 33 Le XIXe siegravecle lrsquoeacutelectromagneacutetisme Franccedilois Arago Hans Christian Oersted Michael Faraday James Clerk Maxwell 34 Lrsquooptique drsquoune vision corpusculaire agrave une vision ondulatoire 35 La crise autour de 1900 4- La meacutecanique quantique 41 La constante de Planck 42 Schroumldinger et son eacutequation 43 Heisenberg et la relation drsquoincertitude 44 Pauli et le principe drsquoexclusion 45 Lrsquoatome de Bohr 46 Dirac et ses contributions agrave la physique quantique 5- La theacuteorie de la relativiteacute 51 La theacuteorie de la relativiteacute restreinte Lrsquoeacutequivalence masse-eacutenergie 52 Application eacutenergie nucleacuteaire (fission fusion) 53 La theacuteorie de la relativiteacute geacuteneacuterale La courbure de lrsquoespace-temps 54 Application Expansion de lrsquounivers modegravele standard de la cosmologie
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J ROSMORDUC Une histoire de la physique et de la chimie Le Seuil coll laquo Points Sciences raquo (1985)
- A DJEBBAR et J ROSMORDUC Une histoire de la science arabe Introduction agrave la connaissance du patrimoine scientifique des pays dislam Le Seuil (2001)
- R TATON Histoire geacuteneacuterale des sciences PUF Quadrige (1983) - M BIEZUNSKI Histoire de la physique moderne la Deacutecouverte (1993) - R LOCQUENEUX Histoire de la physique PUF Que sais-je ndeg421 (1987) - M PATY La physique du XXe siegravecle Vuibert (1996)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 27
Semestre 3 UE Deacutecouverte
Matiegravere Chimie Mineacuterale Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant physicien drsquoacqueacuterir les
connaissances et les lois fondamentales de la chimie mineacuterale
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Connaicirctre les sciences physiques de la premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere - Proprieacuteteacutes peacuteriodiques blocs peacuteriodes groupes ndash Peacuteriodiciteacute des proprieacuteteacutes
physiques et chimiques caractegraveres des meacutetaux des non-meacutetaux et des meacutetalloiumldes Compleacutements sur lrsquoeacutetat solide
- Les meacutetaux alcalins et alcalino-terreux les meacutetaux des groupes IIIa et IVa les halogegravenes lrsquooxygegravene et le soufre lrsquoazote et le phosphore
- Les meacutetaux de transition proprieacuteteacutes les composeacutes de coordination nomenclature isomeacuterie theacuteories des orbitales hybrides theacuteorie du champ cristallin theacuteorie des orbitales moleacuteculaires proprieacuteteacutes magneacutetiques et couleurs Les eacuteleacutements des groupes IB IIB IIIB VIIIB les terres rares
- Equilibres en solution Equilibres homogegravene et heacuteteacuterogegravene La constante drsquoeacutequilibre Les facteurs drsquoeacutequilibre Principe de Le CHATELIER Notions geacuteneacuterales sur les solutions
- La solubiliteacute Paramegravetres influenccedilant la solubiliteacute Aspect thermochimique de la solubiliteacute La dissociation ionique et la solvatation
- Les solutions ioniques Acides et Bases La dissociation ionique (Lrsquoeacutequilibre de dissociation (Lrsquoauto - ionisation de lrsquoeau) Produit ionique de lrsquoeau Geacuteneacuteraliteacute sur les acides et les bases (Deacutefinitions Conseacutequences de la deacutefinition de BRONSTED Forces des acides et des bases) Le pH des acides et des bases La notion de pH Calcul du pH drsquoun acide ou drsquoune base Mesure du pH Neutralisation drsquoun acide par une base Force des acides et des bases Proprieacuteteacute AcidoBasiques - Notion de pH
- Les sels en solution Etude des sels peu solubles (Deacutefinitions Solubiliteacute de sels Produits de solubiliteacute Deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre de solubiliteacute)
- Oxydoreacuteduction Notion de degreacute drsquooxydations ndashReacuteactions Mode drsquoeacutevaluation Examen 100 Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 28
Semestre 3
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3
Objectifs de lrsquoenseignement
- Acquisition drsquoune culture de langue scientifique et des bases de langage courant - Acquisition drsquoune capaciteacute aux techniques de lrsquoexposeacute oral Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues eacutetrangegraveres 1 et 2 enseigneacutees en L1
SM
Contenu de la matiegravere
Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue eacutetrangegravere Entraicircnement agrave la compreacutehension de documents eacutecrits relatifs au domaine de la physique On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique Tous les supports seront utiliseacutes - Traduction de notices et publications Reacutedaction de reacutesumeacutes Bibliographie et exposeacutes de projet
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 29
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 30
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 31
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 32
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 33
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 34
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 36
Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 37
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 38
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 39
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 40
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 41
Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Aoucirct 2014
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L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 8
Semestre 3
UE Fondamentale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 135h00 TD 90h00 TP - Travail personnel 275h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 10 Creacutedits = 20 Matiegravere1 Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles Creacutedits 6 Coefficient 3 Matiegravere 2 Meacutecanique Analytique Creacutedits 6 Coefficient 3 Matiegravere 3 Vibrations amp Ondes Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 4 Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique Creacutedits 4 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 33 Examen 67
Description des matiegraveres
Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles Calcul drsquointeacutegrales et des seacuteries numeacuteriques et meacutethodes de reacutesolution des eacutequations diffeacuterentielles du premier et second ordre Application des transformeacutees de Laplace et de Fourier Meacutecanique Analytique La Meacutecanique classique et les puissants formalismes de Lagrange et de Hamilton aux mouvements des solides Vibrations amp Ondes Les diffeacuterents types de mouvements vibratoires ou oscillatoires appliqueacutes aux systegravemes lineacuteaires avec les ondes meacutecaniques et leurs propagations Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Les lois fondamentales de lrsquooptique geacuteomeacutetrique et physique ainsi que les techniques et les instruments utiliseacutes accompagneacutes de plusieurs applications
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 9
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 67h30 Travail personnel 85h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 4 Creacutedits = 7 Matiegravere1 Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 2 Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 3 Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 50 Examen 50
Description des matiegraveres
Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes Consolidation des connaissances theacuteoriques
sur les Vibrations et Ondes Apprentissage et
visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes aux
Vibrations et Ondes
Travaux Pratiques drsquoOptique
Geacuteomeacutetrique amp Physique
Consolidation des connaissances theacuteoriques
sur les Vibrations et Ondes Apprentissage et
visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquoOptique
Meacutethodes Numeacuteriques et
Programmation
Speacutecialisation en langages de programmation
eacutevolueacutes et eacutetude des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations
algeacutebriques
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 22h30 Travail personnel 05h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 2 Creacutedits = 2
Une matiegravere agrave choisir parmi Matiegravere1 Probabiliteacutes amp Statistiques Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 2 Cristallographie physique Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 3 Histoire de la Physique Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 4 Chimie Mineacuterale Creacutedits 2 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Probabiliteacutes amp Statistiques Ces branches matheacutematiques sont en eacutetroite relation avec la physique dans le domaine de lrsquoaleacuteatoire et la theacuteorie probabiliste ainsi que pour lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees Cristallographie physique Deacutefinitions et proprieacuteteacutes de lrsquoeacutetat cristallin et du reacuteseau cristallin et ses diffeacuterents modes Les lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Histoire de la Physique La fabuleuse eacutevolution de la physique dans le temps et au sein de lrsquohumaniteacute par le deacuteveloppement des branches de la physique et les deacutecouvertes des savants Chimie Mineacuterale Proprieacuteteacutes et traitement des solutions ioniques des Acides et Bases des eacutequilibres en solution de la solubiliteacute et de lrsquooxydoreacuteduction meacutetaux alcalins et alcalino-terreux
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Semestre 3 UE Transversale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 15h00 TD - TP - Travail personnel 10h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 1 Creacutedit = 1
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3 Creacutedit 1 Coefficient 1
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Langues eacutetrangegraveres 3 Anglais 3 ou Franccedilais 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue anglaise franccedilaise
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Semestre 4
UE Fondamentale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 110h30 TD 90h00 TP - Travail personnel 247h30
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 9 Creacutedits = 18 Matiegravere1 Thermodynamique Creacutedits 6 Coefficient 3 Matiegravere 2 Fonction de la Variable Complexe Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 3 Meacutecanique Quantique Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 3 Electromagneacutetisme Creacutedits 4 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 33 Examen 67
Description des matiegraveres
Thermodynamique Les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie Les fonctions thermodynamiques et lrsquoirreacuteversibiliteacute Fonction de la Variable Complexe Les fonctions holomorphes et les fonctions eacuteleacutementaires Les theacuteoregravemes fondamentaux et des reacutesidus et leurs applications Meacutecanique Quantique Les particules eacuteleacutementaires en meacutecanique quantique Le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique Electromagneacutetisme Le Champ magneacutetique la force de Lorentz et les eacutequations de Maxwell La propagation et le rayonnement des ondes eacutelectromagneacutetiques
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 45h00 TD - TP 67h30 Travail personnel 87h30
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 5 Creacutedits = 8 Matiegravere1 Travaux Pratiques de Thermodynamique Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 2 Meacutecanique des Fluides Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 3 Electronique Geacuteneacuterale Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 50 Examen 50
Description des matiegraveres
Travaux Pratiques de Thermodynamique Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la Thermodynamique Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique Meacutecanique des Fluides Fondements de la Meacutecanique des Fluides la statique la cineacutematique et la dynamique des fluides parfaits et visqueux accompagneacutes drsquoexemples drsquoapplication (travaux pratiques) Electronique Geacuteneacuterale Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme de travaux pratiques
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Semestre 4 UE Deacutecouverte
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 22h30 Travail personnel 30h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 2 Creacutedits = 3
Une matiegravere agrave choisir parmi Matiegravere1 Physique Atomique amp Nucleacuteaire Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 2 Notions drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 3 Spectroscopie Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 4 Techniques drsquoAnalyse Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Physique Atomique amp Nucleacuteaire Deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Notions drsquoAstronomie et
drsquoAstrophysique Deacutecouvrir lrsquoinfiniment grand avec notre galaxie et le systegraveme solaire les planegravetes et les eacutetoiles Spectroscopie Comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites Techniques drsquoAnalyse Deacutecouvrir les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 15
Semestre 4
UE Transversale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 15h00 TD - TP - Travail personnel 10h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 1 Creacutedit = 1
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4 Creacutedit 1 Coefficient 1
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Langues eacutetrangegraveres 4 Anglais 4 ou
Franccedilais 4 Cette uniteacute est une continuiteacute de lrsquouniteacute Langues eacutetrangegraveres 3 Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique - Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur
internet
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III - Programme deacutetailleacute par matiegravere (1 fiche deacutetailleacutee par matiegravere)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles
Objectifs de lrsquoenseignement
Drsquoune importance capitale pour un physicien lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave
lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les meacutethodes de calcul drsquointeacutegrales en diffeacuterentes dimensions ainsi
que les meacutethodes menant agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles neacutecessaires pour la
reacutesolution des problegravemes de physique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Inteacutegrales simples et multiples (2 semaines) Rappels sur lrsquointeacutegrale de Riemann et sur le calcul de primitives Inteacutegrales doubles et triples Application au calcul drsquoaires de volumeshellip Chapitre 2 Inteacutegrale impropres (2 semaines) Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle non borneacute Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle borneacute infinies agrave lrsquoune des extreacutemiteacutes Chapitre 3 Equations diffeacuterentielles (2 semaines) Equations diffeacuterentielles ordinaires du 1er et du 2egraveme ordre Eleacutements drsquoeacutequations aux deacuteriveacutees partielles Chapitre 4 Seacuteries (3 semaines) Seacuteries numeacuteriques Suites et seacuteries de fonctions Seacuteries entiegraveres seacuteries de Fourrier Chapitre 5 Transformation de Laplace (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles Chapitre 6 Transformation de Fourier (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP Sciences Paris (2007)
- Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris (2008)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences Concepts meacutethodes et techniques pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
- J M RAKOSOTON J E RAKOSOTON Analyse fonctionnelle appliqueacutee aux eacutequations aux deacuteriveacutees partielles Ed PUF (1999)
- S NICAISE Analyse numeacuterique et eacutequations aux deacuteriveacutees partielles cours et problegravemes reacutesolus Ed Dunod Paris (2000)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Analytique
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance des fondements de la meacutecanique classique que ce soit agrave lrsquoeacutechelle du
point mateacuteriel (meacutecanique du point) ou agrave lrsquoeacutechelle du solide (meacutecanique du solide) par
lrsquoenseignement des formalismes de Lagrange et drsquoHamilton
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Rappels de meacutecanique classique Cineacutematique drsquoune particule Dynamique drsquoune particule Travail et eacutenergie Systegravemes agrave N particules et forces exteacuterieures Degreacutes de liberteacute Chapitre 2 Formalisme de Lagrange Coordonneacutees geacuteneacuteraliseacutees Variation fonctionnelle Le Lagrangien Coordonneacutees curvilignes Contraintes holonomes et non holonomes Applications Particule dans un champ gravitationnel particule lieacutee agrave un ressort problegraveme agrave deux corps le potentiel central Chapitre 3 Formalisme de Hamilton Transformation de Legendre LrsquoHamiltonien Variables canoniques et crochets de Poisson Moments geacuteneacuteraliseacutes Transformations canoniques La meacutethode de Hamilton-Jacobi Lrsquoespace des phases Variables angle-action et fonction geacuteneacuteratrice Systegravemes inteacutegrables Chapitre 4 Mouvement drsquoun solide indeacuteformable Degreacutes de liberteacute drsquoun solide Energie cineacutetique Axes principaux et tenseur drsquoinertie Moment cineacutetique drsquoun solide Approche vectorielle et eacutequations drsquoEuler Approche Lagrangienne et angles drsquoEuler Toupie symeacutetrique Chapitre 5 Meacutecanique Lagrangienne des milieux continus Le passage agrave la limite continue Theacuteorie classique des champs Equations drsquoEuler-Lagrange du champ Chapitre 6 Theacuteoregraveme de Liouville Equation de Hamilton-Jacobi
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A CHARLIER A BERARD M CHARLIER Meacutecanique Analytique - Du cours aux travaux dirigeacutes Ed Ellipses (1989)
- LANDAU et LIFCHITZ Meacutecanique Editions Mir (Moscou) et Ellipses (Paris) - BOUCIF Introduction agrave la meacutecanique analytique De Boeck Bruxelles (2012) - TAYLOR Meacutecanique classique Ellipses Paris (2007) - MARTIN-ROBINE Histoire du principe de moindre action Vuibert Paris (2006) - GOLDSTEIN et al Classical mechanics 3rd Ed Addison-Wesley (USA) (2001)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance theacuteorique la compreacutehension et la reacutesolution des mouvements vibratoires
et les diffeacuterents types drsquooscillations engendreacutees ainsi que les ondes meacutecaniques et les
mouvements ondulatoires engendreacutes
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
PARTIE I VIBRATIONS Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les vibrations Deacutefinition drsquoun mouvement vibratoire Exemples de systegravemes vibratoires Mouvements peacuteriodiques Chapitre 2 Systegravemes lineacuteaires agrave un degreacute de liberteacute 21 Les oscillations libres Lrsquooscillateur harmonique Pulsation propre drsquoun oscillateur harmonique Lrsquoeacutenergie drsquoun oscillateur harmonique 22 Les oscillations libres amorties Forces drsquoamortissement Equation des mouvements Oscillations pseudopeacuteriodiques (deacutecreacutement logarithmique facteur de qualiteacute) 23 Les oscillations libres forceacutees Deacutefinition Cas drsquoune excitation sinusoiumldale (reacutesonance deacutephasage) Cas drsquoune excitation peacuteriodique quelconque 24 Les oscillations amorties forceacutees Equation des mouvements Reacutegime transitoire reacutegime permanent Bande passante Facteur de qualiteacute 25 Analogie entre systegravemes oscillants meacutecaniques et eacutelectriques Chapitre 3 Systegravemes lineacuteaires agrave plusieurs degreacutes de liberteacute 31 Systegravemes agrave 2 degreacutes de liberteacute (Cas libres - pulsations propres) amortis et amortis forceacutes 32 Systegravemes agrave N degreacutes de liberteacute (comportement geacuteneacuteral) PARTIE II LES ONDES MECANIQUES Chapitre 4 Geacuteneacuteraliteacutes sur les ondes meacutecaniques 41 Classification des ondes 42 Inteacutegrale geacuteneacuterale de lrsquoeacutequation geacuteneacuterale drsquoondes progressives 43 Vitesse de phase vitesse de groupe 44 Notion de front drsquoonde Exemple des ondes planes ondes spheacuteriques 45 Reacuteflexion et transmission des ondes 46 Relation entre les diffeacuterentes grandeurs repreacutesentant lrsquoonde Chapitre 5 Ondes transversales sur une corde 51 Equation de propagation Impeacutedance caracteacuteristique Energie drsquoune onde progressive Reacuteflexion et transmission des ondes Ondes stationnaires Chapitre 6 Ondes longitudinales dans les fluides 61 Ondes planes dans un tuyau cylindrique Equation drsquoondes dans un gaz Equation drsquoondes dans un liquide Impeacutedance acoustique Impeacutedance caracteacuteristique Energie transporteacutee par une onde Coefficients de reacuteflexion et de transmission drsquoondes (conditions aux limites) 62 Effet Doppler Chapitre 7 Ondes eacutelastiques dans les solides
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 20
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoeacutetudiant acquiegravere les connaissances theacuteoriques et les lois fondamentales de lrsquooptique
geacuteomeacutetrique et physique ainsi que les techniques et les instruments utiliseacutes accompagneacutes
de plusieurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Optique geacuteomeacutetrique 11- Principes et lois de lrsquooptique geacuteomeacutetrique 12- Notions de reacutefringence 13- Lois de Snell-Descartes principe de Fermat et construction de Huygens 14- Miroirs spheacuteriques et miroirs plans formule de position et construction drsquoimages 15- Dioptre plan et dioptre spheacuterique formule de conjugaison grandissement notions de
stigmatisme et construction drsquoimages 16- Prisme formules deacuteviation et dispersion 17- Lentilles minces formules de position et construction drsquoimages 18- Instruments optiques œil loupe microscope hellip Chapitre 2 Optique ondulatoire 21- Geacuteneacuteraliteacutes 22- Principe de superposition de deux ondes monochromatiques de mecircme freacutequence 23- Conditions drsquointerfeacuterence Notion de coheacuterence 24- Interfeacuterences de deux ondes coheacuterentes 25- Interfeacuterences agrave ondes multiples Interfeacuteromegravetres de Michelson et de Peacuterot-Fabry 26- Interfeacuterences en lumiegravere polychromatique Chapitre3 Diffraction et ses Applications 31- Diffraction de Fresnel et diffraction de Fraunhoffer 32- Diffraction par une ouverture rectangulaire et diffraction par une ouverture circulaire Chapitre 4 Polarisation 41- Transversaliteacute des ondes 42- Structure dune onde polariseacutee rectilignement 43- Reacuteflexion et reacutefraction par les corps isotropes transparents Chapitre 5 Lasers et ses applications
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- D FIEL amp P COLIN Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Ellipses (1999) - J-P PEREZ Optique - Fondements et Applications avec 250 exercices et problegravemes reacutesolus
Ed Dunod (2004) - F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005) - T BECHERRAWY Optique Geacuteomeacutetrique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Debœck (2006) - E AMZALLAG La Physique en Fac - Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Dunod (2006) - R TAILLET Optique Physique - Interfeacuterences Diffraction Holographie - Cours et exercices
corrigeacutes Ed Debœck (2006) - HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 21
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur les Vibrations et Ondes
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Oscillations transversales des cordes vibrantes 2- Systegravemes eacutelectromeacutecaniques (le haut-parleur eacutelectrodynamique) 3- Oscillations amorties (circuit RLC en oscillations libres et forceacutees) 4- Oscillations coupleacutees eacutetude des battements 5- Oscillations coupleacutees eacutetude des freacutequences propres 6- Propagation dondes longitudinale dans un fluide 7- Cuve rheacuteographique 8- Tube de KUNDT 9- Pheacutenomegravenes drsquoinduction
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 22
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur lrsquooptique geacuteomeacutetrique amp
physique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Introduction les diffeacuterentes sources et deacutetecteurs de lumiegravere 2- Reacuteflexion (miroir plan miroir spheacuterique) et reacutefraction (airverre verreair) 3- Etude du prisme deacuteviation 4- Etude du prisme dispersion 5- Etude du reacuteseau dispersion 6- Spectroscope agrave prisme spectroscope agrave reacuteseau 7- Focomeacutetrie (deacutetermination de la focale dune lentille) 8- Microscope 9- Polarisation de la lumiegravere (rectiligne circulaire elliptique) 10- Reacuteflexion sur une lame dune OEM plane 11- Spectrophotomeacutetrie (transmission de diffeacuterents filtres optiques) 12- Interfeacuteromeacutetrie (deacutetermination de la longueur donde de lindice dune lame agrave face parallegravele de la vitesse) 13- Diffraction (fentes et reacuteseaux loi de Bragg monochromateur)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005)
- HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 23
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation
Objectifs de lrsquoenseignement
La maicirctrise de lrsquooutil numeacuterique par lrsquoenseignement des langages de programmation
eacutevolueacutes drsquoune part et drsquoautre part par lrsquoenseignement des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations algeacutebriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo informatique 1 amp 2 raquo et laquo matheacutematiques 1
amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Initiation (ou rappel) de langages de programmation informatique MATLAB etou MATHEMATICA etou FORTRAN etou C++ Chapitre 2 Inteacutegration numeacuterique 2 1 Meacutethode des Trapegravezes 2 2 Meacutethode de Simpson Chapitre 3 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations non-lineacuteaires 3 1 Meacutethode de Bissection 3 2 Meacutethode de Newton Chapitre 4 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations diffeacuterentielles ordinaires 4 1 Meacutethode dEuler 4 2 Meacutethode de Runge-Kutta Chapitre 5 Reacutesolution numeacuterique des systegravemes deacutequations lineacuteaires 5 1 Meacutethode de Gauss 5 2 Meacutethode de Gauss-Seidel
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
Pour MATLAB - M DJEBLI amp H DJELOUAH Initiation agrave MATLAB OPU (2013) - R DUKKIPATI MATLAB an introduction with applications New Age International
Publishers India (2010) - C WOODFORD and C Phillips Numerical methods with worked examples MATLAB edition
2nd Ed Springer Ltd (2013) Pour C et C++ - C DELANNOY lsquorsquoC++ pour les programmeurs Crsquorsquo 6egraveme Ed Eyrolles Paris (2004) - C CASTEYDE lsquorsquoCours de CC++rsquorsquo Copyright (2005) Pour FORTRAN - B HAHN lsquorsquoIntroduction to Fortran 90 for scientists and engineersrsquorsquo Capetown University South
Africa (1993) - Ph DrsquoAnfray lsquorsquoFortran 77rsquorsquo Universiteacute Paris XIII (1998) - P CORDE et A FOUILLOUX Langage Fortran Support de cours IDRIS (2010) Pour les meacutethodes numeacuteriques - F JEDRZEIJEWSKI Introduction aux meacutethodes numeacuteriques 2egraveme Ed Springer France
(2005) - J HOFFMAN Numerical methods for engineers and scientists 2nd Ed Marcel Dekker USA
(2001) - A QUARTERONI Meacutethodes numeacuteriques algorithmes analyse et appl Springer Italie (2004)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 24
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Probabiliteacutes amp Statistiques
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de deacutecouvrirrsquo le domaine de
lrsquoaleacuteatoire et des probabiliteacutes ainsi que lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees
expeacuterimentales ou numeacuteriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo matheacutematiques 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Eleacutements de base en theacuteorie des probabiliteacutes (2 semaines) I Historique et motivations (utiliteacute des probabiliteacutes en physique) II Axiomatique de base 1 Espace probabiliseacute Univers tribu probabiliteacutes probabiliteacutes conditionnelles 2 Variables aleacuteatoires Deacutefinitions Lois usuelles Entropie Fonctions de variables aleacuteatoires Systegravemes de variables aleacuteatoires Espeacuterance conditionnelle Chapitre 2 Convergences et theacuteoregravemes limites (2 semaines) 1 Un exemple Variations autour du tirage agrave pile ou face 2 Convergences Loi des grands nombres (forte et faible) Theacuteoregraveme central limite 3 Ineacutegaliteacutes fondamentales Tchebychev Jensen Houmllder 4 Grandes deacuteviations Liens avec la limite thermodynamique en physique statistique Chapitre 3 Analyse des seacuteries statistiques (3 semaines) 1 Seacuteries simples Seacuteries doubles 2 Analyse de reacutegression et correacutelation Reacutegressions lineacuteaire simple et multiple Reacutegression non-lineacuteaire (exponentielle logarithmique polynomiale) Chapitre 4 Statistique infeacuterentielle (4 semaines) 1- Estimation parameacutetrique 2- Tests statistiques (tests de correacutelation tests dindeacutependance tests dajustement test de student ANOVA) Chapitre 5 Analyse des donneacutees (3 semaines) 1-Analyse en composantes principales (ACP) 2- Analyse factorielle discriminante (AFD) 3-Analyse de classification (hieacuterarchique automatique)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- FEMENIAS Probabiliteacutes et statistiques pour les sciences physiques Cours et exercices corrigeacutes Dunod Paris (2003)
- SAPORTA Probabiliteacutes Analyse des Donneacutees et Statistique 3egraveme Ed Technip Paris (2011)
- ESCOUBES Probabiliteacutes et statistiques agrave lusage des physiciens Ed Ellipses Paris (1998)
- W APPEL Probabiliteacutes pour les non probabilistes HampK Edition Paris (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 25
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Cristallographie physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs agrave atteindre par lrsquoenseignement de cette matiegravere sont
- Lrsquointroduction des concepts et des proprieacuteteacutes du cristal et du reacuteseau cristallin et
les diffeacuterents modes de reacuteseaux
- La connaissance des lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les
cristaux
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les bases fondamentales de la chimie et la physique de la
premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition de lrsquoeacutetat cristallin Reacuteseaux deacutefinitions Rangeacutee et plan reacuteticulaire Mailles repreacutesentatives Motif Indices de Miller Reacuteseau reacuteciproque Deacutefinition Quelques proprieacuteteacutes et relations avec grandeur du reacuteseau direct Distance inter reacuteticulaire II ndash Symeacutetrie des figures finies Opeacuterations de symeacutetrie Inversion Rotation Reacuteflexion Inversion rotatoire Reacuteflexion rotatoire Notions de points eacutequivalents III ndash Symeacutetrie des reacuteseaux ndash reacuteseaux de Bravais Systegravemes cristallins Les diffeacuterents modes de reacuteseaux Les quatorze reacuteseaux de Bravais Incompatibiliteacute de certains ordres drsquoaxes de rotation avec les reacuteseaux Quelques relations geacuteomeacutetriques dans les reacuteseaux IV ndash Meacutethodes expeacuterimentales de la diffraction Conditions de diffraction Loi de Bragg Equation de Von Laue Construction drsquoEwald Diffeacuterentes meacutethode de diffraction Meacutethode de Laue Meacutethode de Debye-Scherrer Meacutethode du cristal tournant Meacutethode de Weissenberg Diffractomegravetres automatiques V ndash Liaisons chimiques Geacuteneacuteraliteacutes sur les liaisons chimiques Structures stables et eacutenergie interne Les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Forces drsquoattraction i) Liaisons fortes ndash liaisons de valence Liaison ionique Liaison de covalence Liaison meacutetallique Interaction ion-dipocircle Ii) Liaisons faibles- Liaison de Van der Waals Liaison par transfert de charge Liaison hydrogegravene Forces de reacutepulsion
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Histoire de la Physique
Objectifs de lrsquoenseignement Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert le monde
fabuleux de la physique et son histoire agrave travers le temps et la contribution de ses savants
Connaissances preacutealables recommandeacutees Connaicirctre les sciences physiques de la
premiegravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
1- La physique ancienne 11 Origine de la physique 12 La physique avant Aristote Thales Pythagore Empeacutedocle 13 Les atomistes Leucippe Deacutemocritehellip 14 La physique agrave lrsquoeacutepoque drsquoAristote Theacuteophraste Straton Eacutepicure Zeacutenon 15 Ecole drsquoAlexandrie amp la Physique Euclide Archimegravede Eratosthegravene Ptoleacutemeacutee 2- La contribution de la civilisation islamique agrave lrsquoeacutevolution de la physique 21 Contribution aux progregraves de lrsquoastronomie (al-Khawarizmi Habash al Hasib al-Battani les fregraveres Banou Moussa al-Sufi ibn Yunus et al-Biruni al-Zarqali) 22 Contribution aux progregraves de lrsquooptique al-Kindi ibn Sahl al Hazen 23 Contribution aux progregraves de la meacutecanique (al Fārābi al-Khāzinī al-Jāzāri al-Baghdādī al-Rāzī al-Ṭ ūsī)
24 Contribution aux progregraves sur la constitution de la matiegravere 25 Contribution aux progregraves du magneacutetisme 3- La meacutecanique newtonienne et la theacuteorie eacutelectromagneacutetique 31 Copernic Kepler Galileacutee Newton 32 Le XVIIIe siegravecle le triomphe de la meacutecanique Christiaan Huygens les fregraveres Jacques et Jean Bernoulli Leonhard Euler Jean Le Rond drsquoAlembert Louis de Lagrange 33 Le XIXe siegravecle lrsquoeacutelectromagneacutetisme Franccedilois Arago Hans Christian Oersted Michael Faraday James Clerk Maxwell 34 Lrsquooptique drsquoune vision corpusculaire agrave une vision ondulatoire 35 La crise autour de 1900 4- La meacutecanique quantique 41 La constante de Planck 42 Schroumldinger et son eacutequation 43 Heisenberg et la relation drsquoincertitude 44 Pauli et le principe drsquoexclusion 45 Lrsquoatome de Bohr 46 Dirac et ses contributions agrave la physique quantique 5- La theacuteorie de la relativiteacute 51 La theacuteorie de la relativiteacute restreinte Lrsquoeacutequivalence masse-eacutenergie 52 Application eacutenergie nucleacuteaire (fission fusion) 53 La theacuteorie de la relativiteacute geacuteneacuterale La courbure de lrsquoespace-temps 54 Application Expansion de lrsquounivers modegravele standard de la cosmologie
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J ROSMORDUC Une histoire de la physique et de la chimie Le Seuil coll laquo Points Sciences raquo (1985)
- A DJEBBAR et J ROSMORDUC Une histoire de la science arabe Introduction agrave la connaissance du patrimoine scientifique des pays dislam Le Seuil (2001)
- R TATON Histoire geacuteneacuterale des sciences PUF Quadrige (1983) - M BIEZUNSKI Histoire de la physique moderne la Deacutecouverte (1993) - R LOCQUENEUX Histoire de la physique PUF Que sais-je ndeg421 (1987) - M PATY La physique du XXe siegravecle Vuibert (1996)
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Semestre 3 UE Deacutecouverte
Matiegravere Chimie Mineacuterale Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant physicien drsquoacqueacuterir les
connaissances et les lois fondamentales de la chimie mineacuterale
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Connaicirctre les sciences physiques de la premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere - Proprieacuteteacutes peacuteriodiques blocs peacuteriodes groupes ndash Peacuteriodiciteacute des proprieacuteteacutes
physiques et chimiques caractegraveres des meacutetaux des non-meacutetaux et des meacutetalloiumldes Compleacutements sur lrsquoeacutetat solide
- Les meacutetaux alcalins et alcalino-terreux les meacutetaux des groupes IIIa et IVa les halogegravenes lrsquooxygegravene et le soufre lrsquoazote et le phosphore
- Les meacutetaux de transition proprieacuteteacutes les composeacutes de coordination nomenclature isomeacuterie theacuteories des orbitales hybrides theacuteorie du champ cristallin theacuteorie des orbitales moleacuteculaires proprieacuteteacutes magneacutetiques et couleurs Les eacuteleacutements des groupes IB IIB IIIB VIIIB les terres rares
- Equilibres en solution Equilibres homogegravene et heacuteteacuterogegravene La constante drsquoeacutequilibre Les facteurs drsquoeacutequilibre Principe de Le CHATELIER Notions geacuteneacuterales sur les solutions
- La solubiliteacute Paramegravetres influenccedilant la solubiliteacute Aspect thermochimique de la solubiliteacute La dissociation ionique et la solvatation
- Les solutions ioniques Acides et Bases La dissociation ionique (Lrsquoeacutequilibre de dissociation (Lrsquoauto - ionisation de lrsquoeau) Produit ionique de lrsquoeau Geacuteneacuteraliteacute sur les acides et les bases (Deacutefinitions Conseacutequences de la deacutefinition de BRONSTED Forces des acides et des bases) Le pH des acides et des bases La notion de pH Calcul du pH drsquoun acide ou drsquoune base Mesure du pH Neutralisation drsquoun acide par une base Force des acides et des bases Proprieacuteteacute AcidoBasiques - Notion de pH
- Les sels en solution Etude des sels peu solubles (Deacutefinitions Solubiliteacute de sels Produits de solubiliteacute Deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre de solubiliteacute)
- Oxydoreacuteduction Notion de degreacute drsquooxydations ndashReacuteactions Mode drsquoeacutevaluation Examen 100 Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3
Objectifs de lrsquoenseignement
- Acquisition drsquoune culture de langue scientifique et des bases de langage courant - Acquisition drsquoune capaciteacute aux techniques de lrsquoexposeacute oral Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues eacutetrangegraveres 1 et 2 enseigneacutees en L1
SM
Contenu de la matiegravere
Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue eacutetrangegravere Entraicircnement agrave la compreacutehension de documents eacutecrits relatifs au domaine de la physique On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique Tous les supports seront utiliseacutes - Traduction de notices et publications Reacutedaction de reacutesumeacutes Bibliographie et exposeacutes de projet
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 32
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 34
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 36
Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Aoucirct 2014
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Semestre 3
UE Meacutethodologie
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 67h30 Travail personnel 85h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 4 Creacutedits = 7 Matiegravere1 Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 2 Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 3 Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 50 Examen 50
Description des matiegraveres
Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes Consolidation des connaissances theacuteoriques
sur les Vibrations et Ondes Apprentissage et
visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes aux
Vibrations et Ondes
Travaux Pratiques drsquoOptique
Geacuteomeacutetrique amp Physique
Consolidation des connaissances theacuteoriques
sur les Vibrations et Ondes Apprentissage et
visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquoOptique
Meacutethodes Numeacuteriques et
Programmation
Speacutecialisation en langages de programmation
eacutevolueacutes et eacutetude des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations
algeacutebriques
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 22h30 Travail personnel 05h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 2 Creacutedits = 2
Une matiegravere agrave choisir parmi Matiegravere1 Probabiliteacutes amp Statistiques Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 2 Cristallographie physique Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 3 Histoire de la Physique Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 4 Chimie Mineacuterale Creacutedits 2 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Probabiliteacutes amp Statistiques Ces branches matheacutematiques sont en eacutetroite relation avec la physique dans le domaine de lrsquoaleacuteatoire et la theacuteorie probabiliste ainsi que pour lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees Cristallographie physique Deacutefinitions et proprieacuteteacutes de lrsquoeacutetat cristallin et du reacuteseau cristallin et ses diffeacuterents modes Les lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Histoire de la Physique La fabuleuse eacutevolution de la physique dans le temps et au sein de lrsquohumaniteacute par le deacuteveloppement des branches de la physique et les deacutecouvertes des savants Chimie Mineacuterale Proprieacuteteacutes et traitement des solutions ioniques des Acides et Bases des eacutequilibres en solution de la solubiliteacute et de lrsquooxydoreacuteduction meacutetaux alcalins et alcalino-terreux
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Semestre 3 UE Transversale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 15h00 TD - TP - Travail personnel 10h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 1 Creacutedit = 1
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3 Creacutedit 1 Coefficient 1
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Langues eacutetrangegraveres 3 Anglais 3 ou Franccedilais 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue anglaise franccedilaise
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Semestre 4
UE Fondamentale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 110h30 TD 90h00 TP - Travail personnel 247h30
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 9 Creacutedits = 18 Matiegravere1 Thermodynamique Creacutedits 6 Coefficient 3 Matiegravere 2 Fonction de la Variable Complexe Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 3 Meacutecanique Quantique Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 3 Electromagneacutetisme Creacutedits 4 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 33 Examen 67
Description des matiegraveres
Thermodynamique Les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie Les fonctions thermodynamiques et lrsquoirreacuteversibiliteacute Fonction de la Variable Complexe Les fonctions holomorphes et les fonctions eacuteleacutementaires Les theacuteoregravemes fondamentaux et des reacutesidus et leurs applications Meacutecanique Quantique Les particules eacuteleacutementaires en meacutecanique quantique Le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique Electromagneacutetisme Le Champ magneacutetique la force de Lorentz et les eacutequations de Maxwell La propagation et le rayonnement des ondes eacutelectromagneacutetiques
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 45h00 TD - TP 67h30 Travail personnel 87h30
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 5 Creacutedits = 8 Matiegravere1 Travaux Pratiques de Thermodynamique Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 2 Meacutecanique des Fluides Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 3 Electronique Geacuteneacuterale Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 50 Examen 50
Description des matiegraveres
Travaux Pratiques de Thermodynamique Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la Thermodynamique Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique Meacutecanique des Fluides Fondements de la Meacutecanique des Fluides la statique la cineacutematique et la dynamique des fluides parfaits et visqueux accompagneacutes drsquoexemples drsquoapplication (travaux pratiques) Electronique Geacuteneacuterale Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme de travaux pratiques
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Semestre 4 UE Deacutecouverte
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 22h30 Travail personnel 30h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 2 Creacutedits = 3
Une matiegravere agrave choisir parmi Matiegravere1 Physique Atomique amp Nucleacuteaire Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 2 Notions drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 3 Spectroscopie Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 4 Techniques drsquoAnalyse Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Physique Atomique amp Nucleacuteaire Deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Notions drsquoAstronomie et
drsquoAstrophysique Deacutecouvrir lrsquoinfiniment grand avec notre galaxie et le systegraveme solaire les planegravetes et les eacutetoiles Spectroscopie Comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites Techniques drsquoAnalyse Deacutecouvrir les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 15
Semestre 4
UE Transversale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 15h00 TD - TP - Travail personnel 10h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 1 Creacutedit = 1
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4 Creacutedit 1 Coefficient 1
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Langues eacutetrangegraveres 4 Anglais 4 ou
Franccedilais 4 Cette uniteacute est une continuiteacute de lrsquouniteacute Langues eacutetrangegraveres 3 Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique - Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur
internet
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 16
III - Programme deacutetailleacute par matiegravere (1 fiche deacutetailleacutee par matiegravere)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 17
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles
Objectifs de lrsquoenseignement
Drsquoune importance capitale pour un physicien lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave
lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les meacutethodes de calcul drsquointeacutegrales en diffeacuterentes dimensions ainsi
que les meacutethodes menant agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles neacutecessaires pour la
reacutesolution des problegravemes de physique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Inteacutegrales simples et multiples (2 semaines) Rappels sur lrsquointeacutegrale de Riemann et sur le calcul de primitives Inteacutegrales doubles et triples Application au calcul drsquoaires de volumeshellip Chapitre 2 Inteacutegrale impropres (2 semaines) Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle non borneacute Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle borneacute infinies agrave lrsquoune des extreacutemiteacutes Chapitre 3 Equations diffeacuterentielles (2 semaines) Equations diffeacuterentielles ordinaires du 1er et du 2egraveme ordre Eleacutements drsquoeacutequations aux deacuteriveacutees partielles Chapitre 4 Seacuteries (3 semaines) Seacuteries numeacuteriques Suites et seacuteries de fonctions Seacuteries entiegraveres seacuteries de Fourrier Chapitre 5 Transformation de Laplace (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles Chapitre 6 Transformation de Fourier (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP Sciences Paris (2007)
- Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris (2008)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences Concepts meacutethodes et techniques pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
- J M RAKOSOTON J E RAKOSOTON Analyse fonctionnelle appliqueacutee aux eacutequations aux deacuteriveacutees partielles Ed PUF (1999)
- S NICAISE Analyse numeacuterique et eacutequations aux deacuteriveacutees partielles cours et problegravemes reacutesolus Ed Dunod Paris (2000)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 18
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Analytique
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance des fondements de la meacutecanique classique que ce soit agrave lrsquoeacutechelle du
point mateacuteriel (meacutecanique du point) ou agrave lrsquoeacutechelle du solide (meacutecanique du solide) par
lrsquoenseignement des formalismes de Lagrange et drsquoHamilton
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Rappels de meacutecanique classique Cineacutematique drsquoune particule Dynamique drsquoune particule Travail et eacutenergie Systegravemes agrave N particules et forces exteacuterieures Degreacutes de liberteacute Chapitre 2 Formalisme de Lagrange Coordonneacutees geacuteneacuteraliseacutees Variation fonctionnelle Le Lagrangien Coordonneacutees curvilignes Contraintes holonomes et non holonomes Applications Particule dans un champ gravitationnel particule lieacutee agrave un ressort problegraveme agrave deux corps le potentiel central Chapitre 3 Formalisme de Hamilton Transformation de Legendre LrsquoHamiltonien Variables canoniques et crochets de Poisson Moments geacuteneacuteraliseacutes Transformations canoniques La meacutethode de Hamilton-Jacobi Lrsquoespace des phases Variables angle-action et fonction geacuteneacuteratrice Systegravemes inteacutegrables Chapitre 4 Mouvement drsquoun solide indeacuteformable Degreacutes de liberteacute drsquoun solide Energie cineacutetique Axes principaux et tenseur drsquoinertie Moment cineacutetique drsquoun solide Approche vectorielle et eacutequations drsquoEuler Approche Lagrangienne et angles drsquoEuler Toupie symeacutetrique Chapitre 5 Meacutecanique Lagrangienne des milieux continus Le passage agrave la limite continue Theacuteorie classique des champs Equations drsquoEuler-Lagrange du champ Chapitre 6 Theacuteoregraveme de Liouville Equation de Hamilton-Jacobi
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A CHARLIER A BERARD M CHARLIER Meacutecanique Analytique - Du cours aux travaux dirigeacutes Ed Ellipses (1989)
- LANDAU et LIFCHITZ Meacutecanique Editions Mir (Moscou) et Ellipses (Paris) - BOUCIF Introduction agrave la meacutecanique analytique De Boeck Bruxelles (2012) - TAYLOR Meacutecanique classique Ellipses Paris (2007) - MARTIN-ROBINE Histoire du principe de moindre action Vuibert Paris (2006) - GOLDSTEIN et al Classical mechanics 3rd Ed Addison-Wesley (USA) (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 19
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance theacuteorique la compreacutehension et la reacutesolution des mouvements vibratoires
et les diffeacuterents types drsquooscillations engendreacutees ainsi que les ondes meacutecaniques et les
mouvements ondulatoires engendreacutes
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
PARTIE I VIBRATIONS Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les vibrations Deacutefinition drsquoun mouvement vibratoire Exemples de systegravemes vibratoires Mouvements peacuteriodiques Chapitre 2 Systegravemes lineacuteaires agrave un degreacute de liberteacute 21 Les oscillations libres Lrsquooscillateur harmonique Pulsation propre drsquoun oscillateur harmonique Lrsquoeacutenergie drsquoun oscillateur harmonique 22 Les oscillations libres amorties Forces drsquoamortissement Equation des mouvements Oscillations pseudopeacuteriodiques (deacutecreacutement logarithmique facteur de qualiteacute) 23 Les oscillations libres forceacutees Deacutefinition Cas drsquoune excitation sinusoiumldale (reacutesonance deacutephasage) Cas drsquoune excitation peacuteriodique quelconque 24 Les oscillations amorties forceacutees Equation des mouvements Reacutegime transitoire reacutegime permanent Bande passante Facteur de qualiteacute 25 Analogie entre systegravemes oscillants meacutecaniques et eacutelectriques Chapitre 3 Systegravemes lineacuteaires agrave plusieurs degreacutes de liberteacute 31 Systegravemes agrave 2 degreacutes de liberteacute (Cas libres - pulsations propres) amortis et amortis forceacutes 32 Systegravemes agrave N degreacutes de liberteacute (comportement geacuteneacuteral) PARTIE II LES ONDES MECANIQUES Chapitre 4 Geacuteneacuteraliteacutes sur les ondes meacutecaniques 41 Classification des ondes 42 Inteacutegrale geacuteneacuterale de lrsquoeacutequation geacuteneacuterale drsquoondes progressives 43 Vitesse de phase vitesse de groupe 44 Notion de front drsquoonde Exemple des ondes planes ondes spheacuteriques 45 Reacuteflexion et transmission des ondes 46 Relation entre les diffeacuterentes grandeurs repreacutesentant lrsquoonde Chapitre 5 Ondes transversales sur une corde 51 Equation de propagation Impeacutedance caracteacuteristique Energie drsquoune onde progressive Reacuteflexion et transmission des ondes Ondes stationnaires Chapitre 6 Ondes longitudinales dans les fluides 61 Ondes planes dans un tuyau cylindrique Equation drsquoondes dans un gaz Equation drsquoondes dans un liquide Impeacutedance acoustique Impeacutedance caracteacuteristique Energie transporteacutee par une onde Coefficients de reacuteflexion et de transmission drsquoondes (conditions aux limites) 62 Effet Doppler Chapitre 7 Ondes eacutelastiques dans les solides
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoeacutetudiant acquiegravere les connaissances theacuteoriques et les lois fondamentales de lrsquooptique
geacuteomeacutetrique et physique ainsi que les techniques et les instruments utiliseacutes accompagneacutes
de plusieurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Optique geacuteomeacutetrique 11- Principes et lois de lrsquooptique geacuteomeacutetrique 12- Notions de reacutefringence 13- Lois de Snell-Descartes principe de Fermat et construction de Huygens 14- Miroirs spheacuteriques et miroirs plans formule de position et construction drsquoimages 15- Dioptre plan et dioptre spheacuterique formule de conjugaison grandissement notions de
stigmatisme et construction drsquoimages 16- Prisme formules deacuteviation et dispersion 17- Lentilles minces formules de position et construction drsquoimages 18- Instruments optiques œil loupe microscope hellip Chapitre 2 Optique ondulatoire 21- Geacuteneacuteraliteacutes 22- Principe de superposition de deux ondes monochromatiques de mecircme freacutequence 23- Conditions drsquointerfeacuterence Notion de coheacuterence 24- Interfeacuterences de deux ondes coheacuterentes 25- Interfeacuterences agrave ondes multiples Interfeacuteromegravetres de Michelson et de Peacuterot-Fabry 26- Interfeacuterences en lumiegravere polychromatique Chapitre3 Diffraction et ses Applications 31- Diffraction de Fresnel et diffraction de Fraunhoffer 32- Diffraction par une ouverture rectangulaire et diffraction par une ouverture circulaire Chapitre 4 Polarisation 41- Transversaliteacute des ondes 42- Structure dune onde polariseacutee rectilignement 43- Reacuteflexion et reacutefraction par les corps isotropes transparents Chapitre 5 Lasers et ses applications
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- D FIEL amp P COLIN Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Ellipses (1999) - J-P PEREZ Optique - Fondements et Applications avec 250 exercices et problegravemes reacutesolus
Ed Dunod (2004) - F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005) - T BECHERRAWY Optique Geacuteomeacutetrique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Debœck (2006) - E AMZALLAG La Physique en Fac - Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Dunod (2006) - R TAILLET Optique Physique - Interfeacuterences Diffraction Holographie - Cours et exercices
corrigeacutes Ed Debœck (2006) - HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
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Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur les Vibrations et Ondes
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Oscillations transversales des cordes vibrantes 2- Systegravemes eacutelectromeacutecaniques (le haut-parleur eacutelectrodynamique) 3- Oscillations amorties (circuit RLC en oscillations libres et forceacutees) 4- Oscillations coupleacutees eacutetude des battements 5- Oscillations coupleacutees eacutetude des freacutequences propres 6- Propagation dondes longitudinale dans un fluide 7- Cuve rheacuteographique 8- Tube de KUNDT 9- Pheacutenomegravenes drsquoinduction
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
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Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur lrsquooptique geacuteomeacutetrique amp
physique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Introduction les diffeacuterentes sources et deacutetecteurs de lumiegravere 2- Reacuteflexion (miroir plan miroir spheacuterique) et reacutefraction (airverre verreair) 3- Etude du prisme deacuteviation 4- Etude du prisme dispersion 5- Etude du reacuteseau dispersion 6- Spectroscope agrave prisme spectroscope agrave reacuteseau 7- Focomeacutetrie (deacutetermination de la focale dune lentille) 8- Microscope 9- Polarisation de la lumiegravere (rectiligne circulaire elliptique) 10- Reacuteflexion sur une lame dune OEM plane 11- Spectrophotomeacutetrie (transmission de diffeacuterents filtres optiques) 12- Interfeacuteromeacutetrie (deacutetermination de la longueur donde de lindice dune lame agrave face parallegravele de la vitesse) 13- Diffraction (fentes et reacuteseaux loi de Bragg monochromateur)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005)
- HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation
Objectifs de lrsquoenseignement
La maicirctrise de lrsquooutil numeacuterique par lrsquoenseignement des langages de programmation
eacutevolueacutes drsquoune part et drsquoautre part par lrsquoenseignement des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations algeacutebriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo informatique 1 amp 2 raquo et laquo matheacutematiques 1
amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Initiation (ou rappel) de langages de programmation informatique MATLAB etou MATHEMATICA etou FORTRAN etou C++ Chapitre 2 Inteacutegration numeacuterique 2 1 Meacutethode des Trapegravezes 2 2 Meacutethode de Simpson Chapitre 3 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations non-lineacuteaires 3 1 Meacutethode de Bissection 3 2 Meacutethode de Newton Chapitre 4 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations diffeacuterentielles ordinaires 4 1 Meacutethode dEuler 4 2 Meacutethode de Runge-Kutta Chapitre 5 Reacutesolution numeacuterique des systegravemes deacutequations lineacuteaires 5 1 Meacutethode de Gauss 5 2 Meacutethode de Gauss-Seidel
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
Pour MATLAB - M DJEBLI amp H DJELOUAH Initiation agrave MATLAB OPU (2013) - R DUKKIPATI MATLAB an introduction with applications New Age International
Publishers India (2010) - C WOODFORD and C Phillips Numerical methods with worked examples MATLAB edition
2nd Ed Springer Ltd (2013) Pour C et C++ - C DELANNOY lsquorsquoC++ pour les programmeurs Crsquorsquo 6egraveme Ed Eyrolles Paris (2004) - C CASTEYDE lsquorsquoCours de CC++rsquorsquo Copyright (2005) Pour FORTRAN - B HAHN lsquorsquoIntroduction to Fortran 90 for scientists and engineersrsquorsquo Capetown University South
Africa (1993) - Ph DrsquoAnfray lsquorsquoFortran 77rsquorsquo Universiteacute Paris XIII (1998) - P CORDE et A FOUILLOUX Langage Fortran Support de cours IDRIS (2010) Pour les meacutethodes numeacuteriques - F JEDRZEIJEWSKI Introduction aux meacutethodes numeacuteriques 2egraveme Ed Springer France
(2005) - J HOFFMAN Numerical methods for engineers and scientists 2nd Ed Marcel Dekker USA
(2001) - A QUARTERONI Meacutethodes numeacuteriques algorithmes analyse et appl Springer Italie (2004)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Probabiliteacutes amp Statistiques
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de deacutecouvrirrsquo le domaine de
lrsquoaleacuteatoire et des probabiliteacutes ainsi que lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees
expeacuterimentales ou numeacuteriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo matheacutematiques 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Eleacutements de base en theacuteorie des probabiliteacutes (2 semaines) I Historique et motivations (utiliteacute des probabiliteacutes en physique) II Axiomatique de base 1 Espace probabiliseacute Univers tribu probabiliteacutes probabiliteacutes conditionnelles 2 Variables aleacuteatoires Deacutefinitions Lois usuelles Entropie Fonctions de variables aleacuteatoires Systegravemes de variables aleacuteatoires Espeacuterance conditionnelle Chapitre 2 Convergences et theacuteoregravemes limites (2 semaines) 1 Un exemple Variations autour du tirage agrave pile ou face 2 Convergences Loi des grands nombres (forte et faible) Theacuteoregraveme central limite 3 Ineacutegaliteacutes fondamentales Tchebychev Jensen Houmllder 4 Grandes deacuteviations Liens avec la limite thermodynamique en physique statistique Chapitre 3 Analyse des seacuteries statistiques (3 semaines) 1 Seacuteries simples Seacuteries doubles 2 Analyse de reacutegression et correacutelation Reacutegressions lineacuteaire simple et multiple Reacutegression non-lineacuteaire (exponentielle logarithmique polynomiale) Chapitre 4 Statistique infeacuterentielle (4 semaines) 1- Estimation parameacutetrique 2- Tests statistiques (tests de correacutelation tests dindeacutependance tests dajustement test de student ANOVA) Chapitre 5 Analyse des donneacutees (3 semaines) 1-Analyse en composantes principales (ACP) 2- Analyse factorielle discriminante (AFD) 3-Analyse de classification (hieacuterarchique automatique)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- FEMENIAS Probabiliteacutes et statistiques pour les sciences physiques Cours et exercices corrigeacutes Dunod Paris (2003)
- SAPORTA Probabiliteacutes Analyse des Donneacutees et Statistique 3egraveme Ed Technip Paris (2011)
- ESCOUBES Probabiliteacutes et statistiques agrave lusage des physiciens Ed Ellipses Paris (1998)
- W APPEL Probabiliteacutes pour les non probabilistes HampK Edition Paris (2013)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Cristallographie physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs agrave atteindre par lrsquoenseignement de cette matiegravere sont
- Lrsquointroduction des concepts et des proprieacuteteacutes du cristal et du reacuteseau cristallin et
les diffeacuterents modes de reacuteseaux
- La connaissance des lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les
cristaux
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les bases fondamentales de la chimie et la physique de la
premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition de lrsquoeacutetat cristallin Reacuteseaux deacutefinitions Rangeacutee et plan reacuteticulaire Mailles repreacutesentatives Motif Indices de Miller Reacuteseau reacuteciproque Deacutefinition Quelques proprieacuteteacutes et relations avec grandeur du reacuteseau direct Distance inter reacuteticulaire II ndash Symeacutetrie des figures finies Opeacuterations de symeacutetrie Inversion Rotation Reacuteflexion Inversion rotatoire Reacuteflexion rotatoire Notions de points eacutequivalents III ndash Symeacutetrie des reacuteseaux ndash reacuteseaux de Bravais Systegravemes cristallins Les diffeacuterents modes de reacuteseaux Les quatorze reacuteseaux de Bravais Incompatibiliteacute de certains ordres drsquoaxes de rotation avec les reacuteseaux Quelques relations geacuteomeacutetriques dans les reacuteseaux IV ndash Meacutethodes expeacuterimentales de la diffraction Conditions de diffraction Loi de Bragg Equation de Von Laue Construction drsquoEwald Diffeacuterentes meacutethode de diffraction Meacutethode de Laue Meacutethode de Debye-Scherrer Meacutethode du cristal tournant Meacutethode de Weissenberg Diffractomegravetres automatiques V ndash Liaisons chimiques Geacuteneacuteraliteacutes sur les liaisons chimiques Structures stables et eacutenergie interne Les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Forces drsquoattraction i) Liaisons fortes ndash liaisons de valence Liaison ionique Liaison de covalence Liaison meacutetallique Interaction ion-dipocircle Ii) Liaisons faibles- Liaison de Van der Waals Liaison par transfert de charge Liaison hydrogegravene Forces de reacutepulsion
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Histoire de la Physique
Objectifs de lrsquoenseignement Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert le monde
fabuleux de la physique et son histoire agrave travers le temps et la contribution de ses savants
Connaissances preacutealables recommandeacutees Connaicirctre les sciences physiques de la
premiegravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
1- La physique ancienne 11 Origine de la physique 12 La physique avant Aristote Thales Pythagore Empeacutedocle 13 Les atomistes Leucippe Deacutemocritehellip 14 La physique agrave lrsquoeacutepoque drsquoAristote Theacuteophraste Straton Eacutepicure Zeacutenon 15 Ecole drsquoAlexandrie amp la Physique Euclide Archimegravede Eratosthegravene Ptoleacutemeacutee 2- La contribution de la civilisation islamique agrave lrsquoeacutevolution de la physique 21 Contribution aux progregraves de lrsquoastronomie (al-Khawarizmi Habash al Hasib al-Battani les fregraveres Banou Moussa al-Sufi ibn Yunus et al-Biruni al-Zarqali) 22 Contribution aux progregraves de lrsquooptique al-Kindi ibn Sahl al Hazen 23 Contribution aux progregraves de la meacutecanique (al Fārābi al-Khāzinī al-Jāzāri al-Baghdādī al-Rāzī al-Ṭ ūsī)
24 Contribution aux progregraves sur la constitution de la matiegravere 25 Contribution aux progregraves du magneacutetisme 3- La meacutecanique newtonienne et la theacuteorie eacutelectromagneacutetique 31 Copernic Kepler Galileacutee Newton 32 Le XVIIIe siegravecle le triomphe de la meacutecanique Christiaan Huygens les fregraveres Jacques et Jean Bernoulli Leonhard Euler Jean Le Rond drsquoAlembert Louis de Lagrange 33 Le XIXe siegravecle lrsquoeacutelectromagneacutetisme Franccedilois Arago Hans Christian Oersted Michael Faraday James Clerk Maxwell 34 Lrsquooptique drsquoune vision corpusculaire agrave une vision ondulatoire 35 La crise autour de 1900 4- La meacutecanique quantique 41 La constante de Planck 42 Schroumldinger et son eacutequation 43 Heisenberg et la relation drsquoincertitude 44 Pauli et le principe drsquoexclusion 45 Lrsquoatome de Bohr 46 Dirac et ses contributions agrave la physique quantique 5- La theacuteorie de la relativiteacute 51 La theacuteorie de la relativiteacute restreinte Lrsquoeacutequivalence masse-eacutenergie 52 Application eacutenergie nucleacuteaire (fission fusion) 53 La theacuteorie de la relativiteacute geacuteneacuterale La courbure de lrsquoespace-temps 54 Application Expansion de lrsquounivers modegravele standard de la cosmologie
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J ROSMORDUC Une histoire de la physique et de la chimie Le Seuil coll laquo Points Sciences raquo (1985)
- A DJEBBAR et J ROSMORDUC Une histoire de la science arabe Introduction agrave la connaissance du patrimoine scientifique des pays dislam Le Seuil (2001)
- R TATON Histoire geacuteneacuterale des sciences PUF Quadrige (1983) - M BIEZUNSKI Histoire de la physique moderne la Deacutecouverte (1993) - R LOCQUENEUX Histoire de la physique PUF Que sais-je ndeg421 (1987) - M PATY La physique du XXe siegravecle Vuibert (1996)
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Semestre 3 UE Deacutecouverte
Matiegravere Chimie Mineacuterale Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant physicien drsquoacqueacuterir les
connaissances et les lois fondamentales de la chimie mineacuterale
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Connaicirctre les sciences physiques de la premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere - Proprieacuteteacutes peacuteriodiques blocs peacuteriodes groupes ndash Peacuteriodiciteacute des proprieacuteteacutes
physiques et chimiques caractegraveres des meacutetaux des non-meacutetaux et des meacutetalloiumldes Compleacutements sur lrsquoeacutetat solide
- Les meacutetaux alcalins et alcalino-terreux les meacutetaux des groupes IIIa et IVa les halogegravenes lrsquooxygegravene et le soufre lrsquoazote et le phosphore
- Les meacutetaux de transition proprieacuteteacutes les composeacutes de coordination nomenclature isomeacuterie theacuteories des orbitales hybrides theacuteorie du champ cristallin theacuteorie des orbitales moleacuteculaires proprieacuteteacutes magneacutetiques et couleurs Les eacuteleacutements des groupes IB IIB IIIB VIIIB les terres rares
- Equilibres en solution Equilibres homogegravene et heacuteteacuterogegravene La constante drsquoeacutequilibre Les facteurs drsquoeacutequilibre Principe de Le CHATELIER Notions geacuteneacuterales sur les solutions
- La solubiliteacute Paramegravetres influenccedilant la solubiliteacute Aspect thermochimique de la solubiliteacute La dissociation ionique et la solvatation
- Les solutions ioniques Acides et Bases La dissociation ionique (Lrsquoeacutequilibre de dissociation (Lrsquoauto - ionisation de lrsquoeau) Produit ionique de lrsquoeau Geacuteneacuteraliteacute sur les acides et les bases (Deacutefinitions Conseacutequences de la deacutefinition de BRONSTED Forces des acides et des bases) Le pH des acides et des bases La notion de pH Calcul du pH drsquoun acide ou drsquoune base Mesure du pH Neutralisation drsquoun acide par une base Force des acides et des bases Proprieacuteteacute AcidoBasiques - Notion de pH
- Les sels en solution Etude des sels peu solubles (Deacutefinitions Solubiliteacute de sels Produits de solubiliteacute Deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre de solubiliteacute)
- Oxydoreacuteduction Notion de degreacute drsquooxydations ndashReacuteactions Mode drsquoeacutevaluation Examen 100 Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3
Objectifs de lrsquoenseignement
- Acquisition drsquoune culture de langue scientifique et des bases de langage courant - Acquisition drsquoune capaciteacute aux techniques de lrsquoexposeacute oral Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues eacutetrangegraveres 1 et 2 enseigneacutees en L1
SM
Contenu de la matiegravere
Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue eacutetrangegravere Entraicircnement agrave la compreacutehension de documents eacutecrits relatifs au domaine de la physique On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique Tous les supports seront utiliseacutes - Traduction de notices et publications Reacutedaction de reacutesumeacutes Bibliographie et exposeacutes de projet
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 29
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 31
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 32
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 33
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 34
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 36
Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 37
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 38
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 40
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 41
Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Aoucirct 2014
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L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 10
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 22h30 Travail personnel 05h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 2 Creacutedits = 2
Une matiegravere agrave choisir parmi Matiegravere1 Probabiliteacutes amp Statistiques Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 2 Cristallographie physique Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 3 Histoire de la Physique Creacutedits 2 Coefficient 2 Matiegravere 4 Chimie Mineacuterale Creacutedits 2 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Probabiliteacutes amp Statistiques Ces branches matheacutematiques sont en eacutetroite relation avec la physique dans le domaine de lrsquoaleacuteatoire et la theacuteorie probabiliste ainsi que pour lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees Cristallographie physique Deacutefinitions et proprieacuteteacutes de lrsquoeacutetat cristallin et du reacuteseau cristallin et ses diffeacuterents modes Les lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Histoire de la Physique La fabuleuse eacutevolution de la physique dans le temps et au sein de lrsquohumaniteacute par le deacuteveloppement des branches de la physique et les deacutecouvertes des savants Chimie Mineacuterale Proprieacuteteacutes et traitement des solutions ioniques des Acides et Bases des eacutequilibres en solution de la solubiliteacute et de lrsquooxydoreacuteduction meacutetaux alcalins et alcalino-terreux
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 11
Semestre 3 UE Transversale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 15h00 TD - TP - Travail personnel 10h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 1 Creacutedit = 1
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3 Creacutedit 1 Coefficient 1
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Langues eacutetrangegraveres 3 Anglais 3 ou Franccedilais 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue anglaise franccedilaise
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 12
Semestre 4
UE Fondamentale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 110h30 TD 90h00 TP - Travail personnel 247h30
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 9 Creacutedits = 18 Matiegravere1 Thermodynamique Creacutedits 6 Coefficient 3 Matiegravere 2 Fonction de la Variable Complexe Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 3 Meacutecanique Quantique Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 3 Electromagneacutetisme Creacutedits 4 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 33 Examen 67
Description des matiegraveres
Thermodynamique Les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie Les fonctions thermodynamiques et lrsquoirreacuteversibiliteacute Fonction de la Variable Complexe Les fonctions holomorphes et les fonctions eacuteleacutementaires Les theacuteoregravemes fondamentaux et des reacutesidus et leurs applications Meacutecanique Quantique Les particules eacuteleacutementaires en meacutecanique quantique Le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique Electromagneacutetisme Le Champ magneacutetique la force de Lorentz et les eacutequations de Maxwell La propagation et le rayonnement des ondes eacutelectromagneacutetiques
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 13
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 45h00 TD - TP 67h30 Travail personnel 87h30
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 5 Creacutedits = 8 Matiegravere1 Travaux Pratiques de Thermodynamique Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 2 Meacutecanique des Fluides Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 3 Electronique Geacuteneacuterale Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 50 Examen 50
Description des matiegraveres
Travaux Pratiques de Thermodynamique Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la Thermodynamique Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique Meacutecanique des Fluides Fondements de la Meacutecanique des Fluides la statique la cineacutematique et la dynamique des fluides parfaits et visqueux accompagneacutes drsquoexemples drsquoapplication (travaux pratiques) Electronique Geacuteneacuterale Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme de travaux pratiques
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Semestre 4 UE Deacutecouverte
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 22h30 Travail personnel 30h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 2 Creacutedits = 3
Une matiegravere agrave choisir parmi Matiegravere1 Physique Atomique amp Nucleacuteaire Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 2 Notions drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 3 Spectroscopie Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 4 Techniques drsquoAnalyse Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Physique Atomique amp Nucleacuteaire Deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Notions drsquoAstronomie et
drsquoAstrophysique Deacutecouvrir lrsquoinfiniment grand avec notre galaxie et le systegraveme solaire les planegravetes et les eacutetoiles Spectroscopie Comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites Techniques drsquoAnalyse Deacutecouvrir les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 15
Semestre 4
UE Transversale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 15h00 TD - TP - Travail personnel 10h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 1 Creacutedit = 1
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4 Creacutedit 1 Coefficient 1
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Langues eacutetrangegraveres 4 Anglais 4 ou
Franccedilais 4 Cette uniteacute est une continuiteacute de lrsquouniteacute Langues eacutetrangegraveres 3 Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique - Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur
internet
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III - Programme deacutetailleacute par matiegravere (1 fiche deacutetailleacutee par matiegravere)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles
Objectifs de lrsquoenseignement
Drsquoune importance capitale pour un physicien lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave
lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les meacutethodes de calcul drsquointeacutegrales en diffeacuterentes dimensions ainsi
que les meacutethodes menant agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles neacutecessaires pour la
reacutesolution des problegravemes de physique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Inteacutegrales simples et multiples (2 semaines) Rappels sur lrsquointeacutegrale de Riemann et sur le calcul de primitives Inteacutegrales doubles et triples Application au calcul drsquoaires de volumeshellip Chapitre 2 Inteacutegrale impropres (2 semaines) Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle non borneacute Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle borneacute infinies agrave lrsquoune des extreacutemiteacutes Chapitre 3 Equations diffeacuterentielles (2 semaines) Equations diffeacuterentielles ordinaires du 1er et du 2egraveme ordre Eleacutements drsquoeacutequations aux deacuteriveacutees partielles Chapitre 4 Seacuteries (3 semaines) Seacuteries numeacuteriques Suites et seacuteries de fonctions Seacuteries entiegraveres seacuteries de Fourrier Chapitre 5 Transformation de Laplace (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles Chapitre 6 Transformation de Fourier (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP Sciences Paris (2007)
- Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris (2008)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences Concepts meacutethodes et techniques pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
- J M RAKOSOTON J E RAKOSOTON Analyse fonctionnelle appliqueacutee aux eacutequations aux deacuteriveacutees partielles Ed PUF (1999)
- S NICAISE Analyse numeacuterique et eacutequations aux deacuteriveacutees partielles cours et problegravemes reacutesolus Ed Dunod Paris (2000)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Analytique
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance des fondements de la meacutecanique classique que ce soit agrave lrsquoeacutechelle du
point mateacuteriel (meacutecanique du point) ou agrave lrsquoeacutechelle du solide (meacutecanique du solide) par
lrsquoenseignement des formalismes de Lagrange et drsquoHamilton
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Rappels de meacutecanique classique Cineacutematique drsquoune particule Dynamique drsquoune particule Travail et eacutenergie Systegravemes agrave N particules et forces exteacuterieures Degreacutes de liberteacute Chapitre 2 Formalisme de Lagrange Coordonneacutees geacuteneacuteraliseacutees Variation fonctionnelle Le Lagrangien Coordonneacutees curvilignes Contraintes holonomes et non holonomes Applications Particule dans un champ gravitationnel particule lieacutee agrave un ressort problegraveme agrave deux corps le potentiel central Chapitre 3 Formalisme de Hamilton Transformation de Legendre LrsquoHamiltonien Variables canoniques et crochets de Poisson Moments geacuteneacuteraliseacutes Transformations canoniques La meacutethode de Hamilton-Jacobi Lrsquoespace des phases Variables angle-action et fonction geacuteneacuteratrice Systegravemes inteacutegrables Chapitre 4 Mouvement drsquoun solide indeacuteformable Degreacutes de liberteacute drsquoun solide Energie cineacutetique Axes principaux et tenseur drsquoinertie Moment cineacutetique drsquoun solide Approche vectorielle et eacutequations drsquoEuler Approche Lagrangienne et angles drsquoEuler Toupie symeacutetrique Chapitre 5 Meacutecanique Lagrangienne des milieux continus Le passage agrave la limite continue Theacuteorie classique des champs Equations drsquoEuler-Lagrange du champ Chapitre 6 Theacuteoregraveme de Liouville Equation de Hamilton-Jacobi
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A CHARLIER A BERARD M CHARLIER Meacutecanique Analytique - Du cours aux travaux dirigeacutes Ed Ellipses (1989)
- LANDAU et LIFCHITZ Meacutecanique Editions Mir (Moscou) et Ellipses (Paris) - BOUCIF Introduction agrave la meacutecanique analytique De Boeck Bruxelles (2012) - TAYLOR Meacutecanique classique Ellipses Paris (2007) - MARTIN-ROBINE Histoire du principe de moindre action Vuibert Paris (2006) - GOLDSTEIN et al Classical mechanics 3rd Ed Addison-Wesley (USA) (2001)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance theacuteorique la compreacutehension et la reacutesolution des mouvements vibratoires
et les diffeacuterents types drsquooscillations engendreacutees ainsi que les ondes meacutecaniques et les
mouvements ondulatoires engendreacutes
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
PARTIE I VIBRATIONS Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les vibrations Deacutefinition drsquoun mouvement vibratoire Exemples de systegravemes vibratoires Mouvements peacuteriodiques Chapitre 2 Systegravemes lineacuteaires agrave un degreacute de liberteacute 21 Les oscillations libres Lrsquooscillateur harmonique Pulsation propre drsquoun oscillateur harmonique Lrsquoeacutenergie drsquoun oscillateur harmonique 22 Les oscillations libres amorties Forces drsquoamortissement Equation des mouvements Oscillations pseudopeacuteriodiques (deacutecreacutement logarithmique facteur de qualiteacute) 23 Les oscillations libres forceacutees Deacutefinition Cas drsquoune excitation sinusoiumldale (reacutesonance deacutephasage) Cas drsquoune excitation peacuteriodique quelconque 24 Les oscillations amorties forceacutees Equation des mouvements Reacutegime transitoire reacutegime permanent Bande passante Facteur de qualiteacute 25 Analogie entre systegravemes oscillants meacutecaniques et eacutelectriques Chapitre 3 Systegravemes lineacuteaires agrave plusieurs degreacutes de liberteacute 31 Systegravemes agrave 2 degreacutes de liberteacute (Cas libres - pulsations propres) amortis et amortis forceacutes 32 Systegravemes agrave N degreacutes de liberteacute (comportement geacuteneacuteral) PARTIE II LES ONDES MECANIQUES Chapitre 4 Geacuteneacuteraliteacutes sur les ondes meacutecaniques 41 Classification des ondes 42 Inteacutegrale geacuteneacuterale de lrsquoeacutequation geacuteneacuterale drsquoondes progressives 43 Vitesse de phase vitesse de groupe 44 Notion de front drsquoonde Exemple des ondes planes ondes spheacuteriques 45 Reacuteflexion et transmission des ondes 46 Relation entre les diffeacuterentes grandeurs repreacutesentant lrsquoonde Chapitre 5 Ondes transversales sur une corde 51 Equation de propagation Impeacutedance caracteacuteristique Energie drsquoune onde progressive Reacuteflexion et transmission des ondes Ondes stationnaires Chapitre 6 Ondes longitudinales dans les fluides 61 Ondes planes dans un tuyau cylindrique Equation drsquoondes dans un gaz Equation drsquoondes dans un liquide Impeacutedance acoustique Impeacutedance caracteacuteristique Energie transporteacutee par une onde Coefficients de reacuteflexion et de transmission drsquoondes (conditions aux limites) 62 Effet Doppler Chapitre 7 Ondes eacutelastiques dans les solides
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 20
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoeacutetudiant acquiegravere les connaissances theacuteoriques et les lois fondamentales de lrsquooptique
geacuteomeacutetrique et physique ainsi que les techniques et les instruments utiliseacutes accompagneacutes
de plusieurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Optique geacuteomeacutetrique 11- Principes et lois de lrsquooptique geacuteomeacutetrique 12- Notions de reacutefringence 13- Lois de Snell-Descartes principe de Fermat et construction de Huygens 14- Miroirs spheacuteriques et miroirs plans formule de position et construction drsquoimages 15- Dioptre plan et dioptre spheacuterique formule de conjugaison grandissement notions de
stigmatisme et construction drsquoimages 16- Prisme formules deacuteviation et dispersion 17- Lentilles minces formules de position et construction drsquoimages 18- Instruments optiques œil loupe microscope hellip Chapitre 2 Optique ondulatoire 21- Geacuteneacuteraliteacutes 22- Principe de superposition de deux ondes monochromatiques de mecircme freacutequence 23- Conditions drsquointerfeacuterence Notion de coheacuterence 24- Interfeacuterences de deux ondes coheacuterentes 25- Interfeacuterences agrave ondes multiples Interfeacuteromegravetres de Michelson et de Peacuterot-Fabry 26- Interfeacuterences en lumiegravere polychromatique Chapitre3 Diffraction et ses Applications 31- Diffraction de Fresnel et diffraction de Fraunhoffer 32- Diffraction par une ouverture rectangulaire et diffraction par une ouverture circulaire Chapitre 4 Polarisation 41- Transversaliteacute des ondes 42- Structure dune onde polariseacutee rectilignement 43- Reacuteflexion et reacutefraction par les corps isotropes transparents Chapitre 5 Lasers et ses applications
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- D FIEL amp P COLIN Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Ellipses (1999) - J-P PEREZ Optique - Fondements et Applications avec 250 exercices et problegravemes reacutesolus
Ed Dunod (2004) - F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005) - T BECHERRAWY Optique Geacuteomeacutetrique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Debœck (2006) - E AMZALLAG La Physique en Fac - Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Dunod (2006) - R TAILLET Optique Physique - Interfeacuterences Diffraction Holographie - Cours et exercices
corrigeacutes Ed Debœck (2006) - HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 21
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur les Vibrations et Ondes
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Oscillations transversales des cordes vibrantes 2- Systegravemes eacutelectromeacutecaniques (le haut-parleur eacutelectrodynamique) 3- Oscillations amorties (circuit RLC en oscillations libres et forceacutees) 4- Oscillations coupleacutees eacutetude des battements 5- Oscillations coupleacutees eacutetude des freacutequences propres 6- Propagation dondes longitudinale dans un fluide 7- Cuve rheacuteographique 8- Tube de KUNDT 9- Pheacutenomegravenes drsquoinduction
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 22
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur lrsquooptique geacuteomeacutetrique amp
physique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Introduction les diffeacuterentes sources et deacutetecteurs de lumiegravere 2- Reacuteflexion (miroir plan miroir spheacuterique) et reacutefraction (airverre verreair) 3- Etude du prisme deacuteviation 4- Etude du prisme dispersion 5- Etude du reacuteseau dispersion 6- Spectroscope agrave prisme spectroscope agrave reacuteseau 7- Focomeacutetrie (deacutetermination de la focale dune lentille) 8- Microscope 9- Polarisation de la lumiegravere (rectiligne circulaire elliptique) 10- Reacuteflexion sur une lame dune OEM plane 11- Spectrophotomeacutetrie (transmission de diffeacuterents filtres optiques) 12- Interfeacuteromeacutetrie (deacutetermination de la longueur donde de lindice dune lame agrave face parallegravele de la vitesse) 13- Diffraction (fentes et reacuteseaux loi de Bragg monochromateur)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005)
- HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 23
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation
Objectifs de lrsquoenseignement
La maicirctrise de lrsquooutil numeacuterique par lrsquoenseignement des langages de programmation
eacutevolueacutes drsquoune part et drsquoautre part par lrsquoenseignement des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations algeacutebriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo informatique 1 amp 2 raquo et laquo matheacutematiques 1
amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Initiation (ou rappel) de langages de programmation informatique MATLAB etou MATHEMATICA etou FORTRAN etou C++ Chapitre 2 Inteacutegration numeacuterique 2 1 Meacutethode des Trapegravezes 2 2 Meacutethode de Simpson Chapitre 3 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations non-lineacuteaires 3 1 Meacutethode de Bissection 3 2 Meacutethode de Newton Chapitre 4 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations diffeacuterentielles ordinaires 4 1 Meacutethode dEuler 4 2 Meacutethode de Runge-Kutta Chapitre 5 Reacutesolution numeacuterique des systegravemes deacutequations lineacuteaires 5 1 Meacutethode de Gauss 5 2 Meacutethode de Gauss-Seidel
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
Pour MATLAB - M DJEBLI amp H DJELOUAH Initiation agrave MATLAB OPU (2013) - R DUKKIPATI MATLAB an introduction with applications New Age International
Publishers India (2010) - C WOODFORD and C Phillips Numerical methods with worked examples MATLAB edition
2nd Ed Springer Ltd (2013) Pour C et C++ - C DELANNOY lsquorsquoC++ pour les programmeurs Crsquorsquo 6egraveme Ed Eyrolles Paris (2004) - C CASTEYDE lsquorsquoCours de CC++rsquorsquo Copyright (2005) Pour FORTRAN - B HAHN lsquorsquoIntroduction to Fortran 90 for scientists and engineersrsquorsquo Capetown University South
Africa (1993) - Ph DrsquoAnfray lsquorsquoFortran 77rsquorsquo Universiteacute Paris XIII (1998) - P CORDE et A FOUILLOUX Langage Fortran Support de cours IDRIS (2010) Pour les meacutethodes numeacuteriques - F JEDRZEIJEWSKI Introduction aux meacutethodes numeacuteriques 2egraveme Ed Springer France
(2005) - J HOFFMAN Numerical methods for engineers and scientists 2nd Ed Marcel Dekker USA
(2001) - A QUARTERONI Meacutethodes numeacuteriques algorithmes analyse et appl Springer Italie (2004)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 24
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Probabiliteacutes amp Statistiques
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de deacutecouvrirrsquo le domaine de
lrsquoaleacuteatoire et des probabiliteacutes ainsi que lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees
expeacuterimentales ou numeacuteriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo matheacutematiques 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Eleacutements de base en theacuteorie des probabiliteacutes (2 semaines) I Historique et motivations (utiliteacute des probabiliteacutes en physique) II Axiomatique de base 1 Espace probabiliseacute Univers tribu probabiliteacutes probabiliteacutes conditionnelles 2 Variables aleacuteatoires Deacutefinitions Lois usuelles Entropie Fonctions de variables aleacuteatoires Systegravemes de variables aleacuteatoires Espeacuterance conditionnelle Chapitre 2 Convergences et theacuteoregravemes limites (2 semaines) 1 Un exemple Variations autour du tirage agrave pile ou face 2 Convergences Loi des grands nombres (forte et faible) Theacuteoregraveme central limite 3 Ineacutegaliteacutes fondamentales Tchebychev Jensen Houmllder 4 Grandes deacuteviations Liens avec la limite thermodynamique en physique statistique Chapitre 3 Analyse des seacuteries statistiques (3 semaines) 1 Seacuteries simples Seacuteries doubles 2 Analyse de reacutegression et correacutelation Reacutegressions lineacuteaire simple et multiple Reacutegression non-lineacuteaire (exponentielle logarithmique polynomiale) Chapitre 4 Statistique infeacuterentielle (4 semaines) 1- Estimation parameacutetrique 2- Tests statistiques (tests de correacutelation tests dindeacutependance tests dajustement test de student ANOVA) Chapitre 5 Analyse des donneacutees (3 semaines) 1-Analyse en composantes principales (ACP) 2- Analyse factorielle discriminante (AFD) 3-Analyse de classification (hieacuterarchique automatique)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- FEMENIAS Probabiliteacutes et statistiques pour les sciences physiques Cours et exercices corrigeacutes Dunod Paris (2003)
- SAPORTA Probabiliteacutes Analyse des Donneacutees et Statistique 3egraveme Ed Technip Paris (2011)
- ESCOUBES Probabiliteacutes et statistiques agrave lusage des physiciens Ed Ellipses Paris (1998)
- W APPEL Probabiliteacutes pour les non probabilistes HampK Edition Paris (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 25
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Cristallographie physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs agrave atteindre par lrsquoenseignement de cette matiegravere sont
- Lrsquointroduction des concepts et des proprieacuteteacutes du cristal et du reacuteseau cristallin et
les diffeacuterents modes de reacuteseaux
- La connaissance des lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les
cristaux
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les bases fondamentales de la chimie et la physique de la
premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition de lrsquoeacutetat cristallin Reacuteseaux deacutefinitions Rangeacutee et plan reacuteticulaire Mailles repreacutesentatives Motif Indices de Miller Reacuteseau reacuteciproque Deacutefinition Quelques proprieacuteteacutes et relations avec grandeur du reacuteseau direct Distance inter reacuteticulaire II ndash Symeacutetrie des figures finies Opeacuterations de symeacutetrie Inversion Rotation Reacuteflexion Inversion rotatoire Reacuteflexion rotatoire Notions de points eacutequivalents III ndash Symeacutetrie des reacuteseaux ndash reacuteseaux de Bravais Systegravemes cristallins Les diffeacuterents modes de reacuteseaux Les quatorze reacuteseaux de Bravais Incompatibiliteacute de certains ordres drsquoaxes de rotation avec les reacuteseaux Quelques relations geacuteomeacutetriques dans les reacuteseaux IV ndash Meacutethodes expeacuterimentales de la diffraction Conditions de diffraction Loi de Bragg Equation de Von Laue Construction drsquoEwald Diffeacuterentes meacutethode de diffraction Meacutethode de Laue Meacutethode de Debye-Scherrer Meacutethode du cristal tournant Meacutethode de Weissenberg Diffractomegravetres automatiques V ndash Liaisons chimiques Geacuteneacuteraliteacutes sur les liaisons chimiques Structures stables et eacutenergie interne Les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Forces drsquoattraction i) Liaisons fortes ndash liaisons de valence Liaison ionique Liaison de covalence Liaison meacutetallique Interaction ion-dipocircle Ii) Liaisons faibles- Liaison de Van der Waals Liaison par transfert de charge Liaison hydrogegravene Forces de reacutepulsion
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 26
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Histoire de la Physique
Objectifs de lrsquoenseignement Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert le monde
fabuleux de la physique et son histoire agrave travers le temps et la contribution de ses savants
Connaissances preacutealables recommandeacutees Connaicirctre les sciences physiques de la
premiegravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
1- La physique ancienne 11 Origine de la physique 12 La physique avant Aristote Thales Pythagore Empeacutedocle 13 Les atomistes Leucippe Deacutemocritehellip 14 La physique agrave lrsquoeacutepoque drsquoAristote Theacuteophraste Straton Eacutepicure Zeacutenon 15 Ecole drsquoAlexandrie amp la Physique Euclide Archimegravede Eratosthegravene Ptoleacutemeacutee 2- La contribution de la civilisation islamique agrave lrsquoeacutevolution de la physique 21 Contribution aux progregraves de lrsquoastronomie (al-Khawarizmi Habash al Hasib al-Battani les fregraveres Banou Moussa al-Sufi ibn Yunus et al-Biruni al-Zarqali) 22 Contribution aux progregraves de lrsquooptique al-Kindi ibn Sahl al Hazen 23 Contribution aux progregraves de la meacutecanique (al Fārābi al-Khāzinī al-Jāzāri al-Baghdādī al-Rāzī al-Ṭ ūsī)
24 Contribution aux progregraves sur la constitution de la matiegravere 25 Contribution aux progregraves du magneacutetisme 3- La meacutecanique newtonienne et la theacuteorie eacutelectromagneacutetique 31 Copernic Kepler Galileacutee Newton 32 Le XVIIIe siegravecle le triomphe de la meacutecanique Christiaan Huygens les fregraveres Jacques et Jean Bernoulli Leonhard Euler Jean Le Rond drsquoAlembert Louis de Lagrange 33 Le XIXe siegravecle lrsquoeacutelectromagneacutetisme Franccedilois Arago Hans Christian Oersted Michael Faraday James Clerk Maxwell 34 Lrsquooptique drsquoune vision corpusculaire agrave une vision ondulatoire 35 La crise autour de 1900 4- La meacutecanique quantique 41 La constante de Planck 42 Schroumldinger et son eacutequation 43 Heisenberg et la relation drsquoincertitude 44 Pauli et le principe drsquoexclusion 45 Lrsquoatome de Bohr 46 Dirac et ses contributions agrave la physique quantique 5- La theacuteorie de la relativiteacute 51 La theacuteorie de la relativiteacute restreinte Lrsquoeacutequivalence masse-eacutenergie 52 Application eacutenergie nucleacuteaire (fission fusion) 53 La theacuteorie de la relativiteacute geacuteneacuterale La courbure de lrsquoespace-temps 54 Application Expansion de lrsquounivers modegravele standard de la cosmologie
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J ROSMORDUC Une histoire de la physique et de la chimie Le Seuil coll laquo Points Sciences raquo (1985)
- A DJEBBAR et J ROSMORDUC Une histoire de la science arabe Introduction agrave la connaissance du patrimoine scientifique des pays dislam Le Seuil (2001)
- R TATON Histoire geacuteneacuterale des sciences PUF Quadrige (1983) - M BIEZUNSKI Histoire de la physique moderne la Deacutecouverte (1993) - R LOCQUENEUX Histoire de la physique PUF Que sais-je ndeg421 (1987) - M PATY La physique du XXe siegravecle Vuibert (1996)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 27
Semestre 3 UE Deacutecouverte
Matiegravere Chimie Mineacuterale Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant physicien drsquoacqueacuterir les
connaissances et les lois fondamentales de la chimie mineacuterale
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Connaicirctre les sciences physiques de la premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere - Proprieacuteteacutes peacuteriodiques blocs peacuteriodes groupes ndash Peacuteriodiciteacute des proprieacuteteacutes
physiques et chimiques caractegraveres des meacutetaux des non-meacutetaux et des meacutetalloiumldes Compleacutements sur lrsquoeacutetat solide
- Les meacutetaux alcalins et alcalino-terreux les meacutetaux des groupes IIIa et IVa les halogegravenes lrsquooxygegravene et le soufre lrsquoazote et le phosphore
- Les meacutetaux de transition proprieacuteteacutes les composeacutes de coordination nomenclature isomeacuterie theacuteories des orbitales hybrides theacuteorie du champ cristallin theacuteorie des orbitales moleacuteculaires proprieacuteteacutes magneacutetiques et couleurs Les eacuteleacutements des groupes IB IIB IIIB VIIIB les terres rares
- Equilibres en solution Equilibres homogegravene et heacuteteacuterogegravene La constante drsquoeacutequilibre Les facteurs drsquoeacutequilibre Principe de Le CHATELIER Notions geacuteneacuterales sur les solutions
- La solubiliteacute Paramegravetres influenccedilant la solubiliteacute Aspect thermochimique de la solubiliteacute La dissociation ionique et la solvatation
- Les solutions ioniques Acides et Bases La dissociation ionique (Lrsquoeacutequilibre de dissociation (Lrsquoauto - ionisation de lrsquoeau) Produit ionique de lrsquoeau Geacuteneacuteraliteacute sur les acides et les bases (Deacutefinitions Conseacutequences de la deacutefinition de BRONSTED Forces des acides et des bases) Le pH des acides et des bases La notion de pH Calcul du pH drsquoun acide ou drsquoune base Mesure du pH Neutralisation drsquoun acide par une base Force des acides et des bases Proprieacuteteacute AcidoBasiques - Notion de pH
- Les sels en solution Etude des sels peu solubles (Deacutefinitions Solubiliteacute de sels Produits de solubiliteacute Deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre de solubiliteacute)
- Oxydoreacuteduction Notion de degreacute drsquooxydations ndashReacuteactions Mode drsquoeacutevaluation Examen 100 Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3
Objectifs de lrsquoenseignement
- Acquisition drsquoune culture de langue scientifique et des bases de langage courant - Acquisition drsquoune capaciteacute aux techniques de lrsquoexposeacute oral Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues eacutetrangegraveres 1 et 2 enseigneacutees en L1
SM
Contenu de la matiegravere
Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue eacutetrangegravere Entraicircnement agrave la compreacutehension de documents eacutecrits relatifs au domaine de la physique On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique Tous les supports seront utiliseacutes - Traduction de notices et publications Reacutedaction de reacutesumeacutes Bibliographie et exposeacutes de projet
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 32
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 34
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 36
Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 37
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 38
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 39
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
------------------
Aoucirct 2014
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Semestre 3 UE Transversale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 15h00 TD - TP - Travail personnel 10h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 1 Creacutedit = 1
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3 Creacutedit 1 Coefficient 1
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Langues eacutetrangegraveres 3 Anglais 3 ou Franccedilais 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue anglaise franccedilaise
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Semestre 4
UE Fondamentale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 110h30 TD 90h00 TP - Travail personnel 247h30
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 9 Creacutedits = 18 Matiegravere1 Thermodynamique Creacutedits 6 Coefficient 3 Matiegravere 2 Fonction de la Variable Complexe Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 3 Meacutecanique Quantique Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 3 Electromagneacutetisme Creacutedits 4 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 33 Examen 67
Description des matiegraveres
Thermodynamique Les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie Les fonctions thermodynamiques et lrsquoirreacuteversibiliteacute Fonction de la Variable Complexe Les fonctions holomorphes et les fonctions eacuteleacutementaires Les theacuteoregravemes fondamentaux et des reacutesidus et leurs applications Meacutecanique Quantique Les particules eacuteleacutementaires en meacutecanique quantique Le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique Electromagneacutetisme Le Champ magneacutetique la force de Lorentz et les eacutequations de Maxwell La propagation et le rayonnement des ondes eacutelectromagneacutetiques
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 45h00 TD - TP 67h30 Travail personnel 87h30
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 5 Creacutedits = 8 Matiegravere1 Travaux Pratiques de Thermodynamique Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 2 Meacutecanique des Fluides Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 3 Electronique Geacuteneacuterale Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 50 Examen 50
Description des matiegraveres
Travaux Pratiques de Thermodynamique Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la Thermodynamique Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique Meacutecanique des Fluides Fondements de la Meacutecanique des Fluides la statique la cineacutematique et la dynamique des fluides parfaits et visqueux accompagneacutes drsquoexemples drsquoapplication (travaux pratiques) Electronique Geacuteneacuterale Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme de travaux pratiques
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Semestre 4 UE Deacutecouverte
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 22h30 Travail personnel 30h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 2 Creacutedits = 3
Une matiegravere agrave choisir parmi Matiegravere1 Physique Atomique amp Nucleacuteaire Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 2 Notions drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 3 Spectroscopie Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 4 Techniques drsquoAnalyse Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Physique Atomique amp Nucleacuteaire Deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Notions drsquoAstronomie et
drsquoAstrophysique Deacutecouvrir lrsquoinfiniment grand avec notre galaxie et le systegraveme solaire les planegravetes et les eacutetoiles Spectroscopie Comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites Techniques drsquoAnalyse Deacutecouvrir les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 15
Semestre 4
UE Transversale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 15h00 TD - TP - Travail personnel 10h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 1 Creacutedit = 1
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4 Creacutedit 1 Coefficient 1
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Langues eacutetrangegraveres 4 Anglais 4 ou
Franccedilais 4 Cette uniteacute est une continuiteacute de lrsquouniteacute Langues eacutetrangegraveres 3 Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique - Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur
internet
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III - Programme deacutetailleacute par matiegravere (1 fiche deacutetailleacutee par matiegravere)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles
Objectifs de lrsquoenseignement
Drsquoune importance capitale pour un physicien lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave
lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les meacutethodes de calcul drsquointeacutegrales en diffeacuterentes dimensions ainsi
que les meacutethodes menant agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles neacutecessaires pour la
reacutesolution des problegravemes de physique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Inteacutegrales simples et multiples (2 semaines) Rappels sur lrsquointeacutegrale de Riemann et sur le calcul de primitives Inteacutegrales doubles et triples Application au calcul drsquoaires de volumeshellip Chapitre 2 Inteacutegrale impropres (2 semaines) Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle non borneacute Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle borneacute infinies agrave lrsquoune des extreacutemiteacutes Chapitre 3 Equations diffeacuterentielles (2 semaines) Equations diffeacuterentielles ordinaires du 1er et du 2egraveme ordre Eleacutements drsquoeacutequations aux deacuteriveacutees partielles Chapitre 4 Seacuteries (3 semaines) Seacuteries numeacuteriques Suites et seacuteries de fonctions Seacuteries entiegraveres seacuteries de Fourrier Chapitre 5 Transformation de Laplace (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles Chapitre 6 Transformation de Fourier (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP Sciences Paris (2007)
- Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris (2008)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences Concepts meacutethodes et techniques pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
- J M RAKOSOTON J E RAKOSOTON Analyse fonctionnelle appliqueacutee aux eacutequations aux deacuteriveacutees partielles Ed PUF (1999)
- S NICAISE Analyse numeacuterique et eacutequations aux deacuteriveacutees partielles cours et problegravemes reacutesolus Ed Dunod Paris (2000)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Analytique
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance des fondements de la meacutecanique classique que ce soit agrave lrsquoeacutechelle du
point mateacuteriel (meacutecanique du point) ou agrave lrsquoeacutechelle du solide (meacutecanique du solide) par
lrsquoenseignement des formalismes de Lagrange et drsquoHamilton
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Rappels de meacutecanique classique Cineacutematique drsquoune particule Dynamique drsquoune particule Travail et eacutenergie Systegravemes agrave N particules et forces exteacuterieures Degreacutes de liberteacute Chapitre 2 Formalisme de Lagrange Coordonneacutees geacuteneacuteraliseacutees Variation fonctionnelle Le Lagrangien Coordonneacutees curvilignes Contraintes holonomes et non holonomes Applications Particule dans un champ gravitationnel particule lieacutee agrave un ressort problegraveme agrave deux corps le potentiel central Chapitre 3 Formalisme de Hamilton Transformation de Legendre LrsquoHamiltonien Variables canoniques et crochets de Poisson Moments geacuteneacuteraliseacutes Transformations canoniques La meacutethode de Hamilton-Jacobi Lrsquoespace des phases Variables angle-action et fonction geacuteneacuteratrice Systegravemes inteacutegrables Chapitre 4 Mouvement drsquoun solide indeacuteformable Degreacutes de liberteacute drsquoun solide Energie cineacutetique Axes principaux et tenseur drsquoinertie Moment cineacutetique drsquoun solide Approche vectorielle et eacutequations drsquoEuler Approche Lagrangienne et angles drsquoEuler Toupie symeacutetrique Chapitre 5 Meacutecanique Lagrangienne des milieux continus Le passage agrave la limite continue Theacuteorie classique des champs Equations drsquoEuler-Lagrange du champ Chapitre 6 Theacuteoregraveme de Liouville Equation de Hamilton-Jacobi
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A CHARLIER A BERARD M CHARLIER Meacutecanique Analytique - Du cours aux travaux dirigeacutes Ed Ellipses (1989)
- LANDAU et LIFCHITZ Meacutecanique Editions Mir (Moscou) et Ellipses (Paris) - BOUCIF Introduction agrave la meacutecanique analytique De Boeck Bruxelles (2012) - TAYLOR Meacutecanique classique Ellipses Paris (2007) - MARTIN-ROBINE Histoire du principe de moindre action Vuibert Paris (2006) - GOLDSTEIN et al Classical mechanics 3rd Ed Addison-Wesley (USA) (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 19
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance theacuteorique la compreacutehension et la reacutesolution des mouvements vibratoires
et les diffeacuterents types drsquooscillations engendreacutees ainsi que les ondes meacutecaniques et les
mouvements ondulatoires engendreacutes
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
PARTIE I VIBRATIONS Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les vibrations Deacutefinition drsquoun mouvement vibratoire Exemples de systegravemes vibratoires Mouvements peacuteriodiques Chapitre 2 Systegravemes lineacuteaires agrave un degreacute de liberteacute 21 Les oscillations libres Lrsquooscillateur harmonique Pulsation propre drsquoun oscillateur harmonique Lrsquoeacutenergie drsquoun oscillateur harmonique 22 Les oscillations libres amorties Forces drsquoamortissement Equation des mouvements Oscillations pseudopeacuteriodiques (deacutecreacutement logarithmique facteur de qualiteacute) 23 Les oscillations libres forceacutees Deacutefinition Cas drsquoune excitation sinusoiumldale (reacutesonance deacutephasage) Cas drsquoune excitation peacuteriodique quelconque 24 Les oscillations amorties forceacutees Equation des mouvements Reacutegime transitoire reacutegime permanent Bande passante Facteur de qualiteacute 25 Analogie entre systegravemes oscillants meacutecaniques et eacutelectriques Chapitre 3 Systegravemes lineacuteaires agrave plusieurs degreacutes de liberteacute 31 Systegravemes agrave 2 degreacutes de liberteacute (Cas libres - pulsations propres) amortis et amortis forceacutes 32 Systegravemes agrave N degreacutes de liberteacute (comportement geacuteneacuteral) PARTIE II LES ONDES MECANIQUES Chapitre 4 Geacuteneacuteraliteacutes sur les ondes meacutecaniques 41 Classification des ondes 42 Inteacutegrale geacuteneacuterale de lrsquoeacutequation geacuteneacuterale drsquoondes progressives 43 Vitesse de phase vitesse de groupe 44 Notion de front drsquoonde Exemple des ondes planes ondes spheacuteriques 45 Reacuteflexion et transmission des ondes 46 Relation entre les diffeacuterentes grandeurs repreacutesentant lrsquoonde Chapitre 5 Ondes transversales sur une corde 51 Equation de propagation Impeacutedance caracteacuteristique Energie drsquoune onde progressive Reacuteflexion et transmission des ondes Ondes stationnaires Chapitre 6 Ondes longitudinales dans les fluides 61 Ondes planes dans un tuyau cylindrique Equation drsquoondes dans un gaz Equation drsquoondes dans un liquide Impeacutedance acoustique Impeacutedance caracteacuteristique Energie transporteacutee par une onde Coefficients de reacuteflexion et de transmission drsquoondes (conditions aux limites) 62 Effet Doppler Chapitre 7 Ondes eacutelastiques dans les solides
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 20
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoeacutetudiant acquiegravere les connaissances theacuteoriques et les lois fondamentales de lrsquooptique
geacuteomeacutetrique et physique ainsi que les techniques et les instruments utiliseacutes accompagneacutes
de plusieurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Optique geacuteomeacutetrique 11- Principes et lois de lrsquooptique geacuteomeacutetrique 12- Notions de reacutefringence 13- Lois de Snell-Descartes principe de Fermat et construction de Huygens 14- Miroirs spheacuteriques et miroirs plans formule de position et construction drsquoimages 15- Dioptre plan et dioptre spheacuterique formule de conjugaison grandissement notions de
stigmatisme et construction drsquoimages 16- Prisme formules deacuteviation et dispersion 17- Lentilles minces formules de position et construction drsquoimages 18- Instruments optiques œil loupe microscope hellip Chapitre 2 Optique ondulatoire 21- Geacuteneacuteraliteacutes 22- Principe de superposition de deux ondes monochromatiques de mecircme freacutequence 23- Conditions drsquointerfeacuterence Notion de coheacuterence 24- Interfeacuterences de deux ondes coheacuterentes 25- Interfeacuterences agrave ondes multiples Interfeacuteromegravetres de Michelson et de Peacuterot-Fabry 26- Interfeacuterences en lumiegravere polychromatique Chapitre3 Diffraction et ses Applications 31- Diffraction de Fresnel et diffraction de Fraunhoffer 32- Diffraction par une ouverture rectangulaire et diffraction par une ouverture circulaire Chapitre 4 Polarisation 41- Transversaliteacute des ondes 42- Structure dune onde polariseacutee rectilignement 43- Reacuteflexion et reacutefraction par les corps isotropes transparents Chapitre 5 Lasers et ses applications
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- D FIEL amp P COLIN Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Ellipses (1999) - J-P PEREZ Optique - Fondements et Applications avec 250 exercices et problegravemes reacutesolus
Ed Dunod (2004) - F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005) - T BECHERRAWY Optique Geacuteomeacutetrique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Debœck (2006) - E AMZALLAG La Physique en Fac - Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Dunod (2006) - R TAILLET Optique Physique - Interfeacuterences Diffraction Holographie - Cours et exercices
corrigeacutes Ed Debœck (2006) - HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 21
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur les Vibrations et Ondes
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Oscillations transversales des cordes vibrantes 2- Systegravemes eacutelectromeacutecaniques (le haut-parleur eacutelectrodynamique) 3- Oscillations amorties (circuit RLC en oscillations libres et forceacutees) 4- Oscillations coupleacutees eacutetude des battements 5- Oscillations coupleacutees eacutetude des freacutequences propres 6- Propagation dondes longitudinale dans un fluide 7- Cuve rheacuteographique 8- Tube de KUNDT 9- Pheacutenomegravenes drsquoinduction
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 22
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur lrsquooptique geacuteomeacutetrique amp
physique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Introduction les diffeacuterentes sources et deacutetecteurs de lumiegravere 2- Reacuteflexion (miroir plan miroir spheacuterique) et reacutefraction (airverre verreair) 3- Etude du prisme deacuteviation 4- Etude du prisme dispersion 5- Etude du reacuteseau dispersion 6- Spectroscope agrave prisme spectroscope agrave reacuteseau 7- Focomeacutetrie (deacutetermination de la focale dune lentille) 8- Microscope 9- Polarisation de la lumiegravere (rectiligne circulaire elliptique) 10- Reacuteflexion sur une lame dune OEM plane 11- Spectrophotomeacutetrie (transmission de diffeacuterents filtres optiques) 12- Interfeacuteromeacutetrie (deacutetermination de la longueur donde de lindice dune lame agrave face parallegravele de la vitesse) 13- Diffraction (fentes et reacuteseaux loi de Bragg monochromateur)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005)
- HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 23
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation
Objectifs de lrsquoenseignement
La maicirctrise de lrsquooutil numeacuterique par lrsquoenseignement des langages de programmation
eacutevolueacutes drsquoune part et drsquoautre part par lrsquoenseignement des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations algeacutebriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo informatique 1 amp 2 raquo et laquo matheacutematiques 1
amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Initiation (ou rappel) de langages de programmation informatique MATLAB etou MATHEMATICA etou FORTRAN etou C++ Chapitre 2 Inteacutegration numeacuterique 2 1 Meacutethode des Trapegravezes 2 2 Meacutethode de Simpson Chapitre 3 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations non-lineacuteaires 3 1 Meacutethode de Bissection 3 2 Meacutethode de Newton Chapitre 4 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations diffeacuterentielles ordinaires 4 1 Meacutethode dEuler 4 2 Meacutethode de Runge-Kutta Chapitre 5 Reacutesolution numeacuterique des systegravemes deacutequations lineacuteaires 5 1 Meacutethode de Gauss 5 2 Meacutethode de Gauss-Seidel
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
Pour MATLAB - M DJEBLI amp H DJELOUAH Initiation agrave MATLAB OPU (2013) - R DUKKIPATI MATLAB an introduction with applications New Age International
Publishers India (2010) - C WOODFORD and C Phillips Numerical methods with worked examples MATLAB edition
2nd Ed Springer Ltd (2013) Pour C et C++ - C DELANNOY lsquorsquoC++ pour les programmeurs Crsquorsquo 6egraveme Ed Eyrolles Paris (2004) - C CASTEYDE lsquorsquoCours de CC++rsquorsquo Copyright (2005) Pour FORTRAN - B HAHN lsquorsquoIntroduction to Fortran 90 for scientists and engineersrsquorsquo Capetown University South
Africa (1993) - Ph DrsquoAnfray lsquorsquoFortran 77rsquorsquo Universiteacute Paris XIII (1998) - P CORDE et A FOUILLOUX Langage Fortran Support de cours IDRIS (2010) Pour les meacutethodes numeacuteriques - F JEDRZEIJEWSKI Introduction aux meacutethodes numeacuteriques 2egraveme Ed Springer France
(2005) - J HOFFMAN Numerical methods for engineers and scientists 2nd Ed Marcel Dekker USA
(2001) - A QUARTERONI Meacutethodes numeacuteriques algorithmes analyse et appl Springer Italie (2004)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 24
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Probabiliteacutes amp Statistiques
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de deacutecouvrirrsquo le domaine de
lrsquoaleacuteatoire et des probabiliteacutes ainsi que lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees
expeacuterimentales ou numeacuteriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo matheacutematiques 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Eleacutements de base en theacuteorie des probabiliteacutes (2 semaines) I Historique et motivations (utiliteacute des probabiliteacutes en physique) II Axiomatique de base 1 Espace probabiliseacute Univers tribu probabiliteacutes probabiliteacutes conditionnelles 2 Variables aleacuteatoires Deacutefinitions Lois usuelles Entropie Fonctions de variables aleacuteatoires Systegravemes de variables aleacuteatoires Espeacuterance conditionnelle Chapitre 2 Convergences et theacuteoregravemes limites (2 semaines) 1 Un exemple Variations autour du tirage agrave pile ou face 2 Convergences Loi des grands nombres (forte et faible) Theacuteoregraveme central limite 3 Ineacutegaliteacutes fondamentales Tchebychev Jensen Houmllder 4 Grandes deacuteviations Liens avec la limite thermodynamique en physique statistique Chapitre 3 Analyse des seacuteries statistiques (3 semaines) 1 Seacuteries simples Seacuteries doubles 2 Analyse de reacutegression et correacutelation Reacutegressions lineacuteaire simple et multiple Reacutegression non-lineacuteaire (exponentielle logarithmique polynomiale) Chapitre 4 Statistique infeacuterentielle (4 semaines) 1- Estimation parameacutetrique 2- Tests statistiques (tests de correacutelation tests dindeacutependance tests dajustement test de student ANOVA) Chapitre 5 Analyse des donneacutees (3 semaines) 1-Analyse en composantes principales (ACP) 2- Analyse factorielle discriminante (AFD) 3-Analyse de classification (hieacuterarchique automatique)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- FEMENIAS Probabiliteacutes et statistiques pour les sciences physiques Cours et exercices corrigeacutes Dunod Paris (2003)
- SAPORTA Probabiliteacutes Analyse des Donneacutees et Statistique 3egraveme Ed Technip Paris (2011)
- ESCOUBES Probabiliteacutes et statistiques agrave lusage des physiciens Ed Ellipses Paris (1998)
- W APPEL Probabiliteacutes pour les non probabilistes HampK Edition Paris (2013)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Cristallographie physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs agrave atteindre par lrsquoenseignement de cette matiegravere sont
- Lrsquointroduction des concepts et des proprieacuteteacutes du cristal et du reacuteseau cristallin et
les diffeacuterents modes de reacuteseaux
- La connaissance des lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les
cristaux
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les bases fondamentales de la chimie et la physique de la
premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition de lrsquoeacutetat cristallin Reacuteseaux deacutefinitions Rangeacutee et plan reacuteticulaire Mailles repreacutesentatives Motif Indices de Miller Reacuteseau reacuteciproque Deacutefinition Quelques proprieacuteteacutes et relations avec grandeur du reacuteseau direct Distance inter reacuteticulaire II ndash Symeacutetrie des figures finies Opeacuterations de symeacutetrie Inversion Rotation Reacuteflexion Inversion rotatoire Reacuteflexion rotatoire Notions de points eacutequivalents III ndash Symeacutetrie des reacuteseaux ndash reacuteseaux de Bravais Systegravemes cristallins Les diffeacuterents modes de reacuteseaux Les quatorze reacuteseaux de Bravais Incompatibiliteacute de certains ordres drsquoaxes de rotation avec les reacuteseaux Quelques relations geacuteomeacutetriques dans les reacuteseaux IV ndash Meacutethodes expeacuterimentales de la diffraction Conditions de diffraction Loi de Bragg Equation de Von Laue Construction drsquoEwald Diffeacuterentes meacutethode de diffraction Meacutethode de Laue Meacutethode de Debye-Scherrer Meacutethode du cristal tournant Meacutethode de Weissenberg Diffractomegravetres automatiques V ndash Liaisons chimiques Geacuteneacuteraliteacutes sur les liaisons chimiques Structures stables et eacutenergie interne Les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Forces drsquoattraction i) Liaisons fortes ndash liaisons de valence Liaison ionique Liaison de covalence Liaison meacutetallique Interaction ion-dipocircle Ii) Liaisons faibles- Liaison de Van der Waals Liaison par transfert de charge Liaison hydrogegravene Forces de reacutepulsion
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Histoire de la Physique
Objectifs de lrsquoenseignement Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert le monde
fabuleux de la physique et son histoire agrave travers le temps et la contribution de ses savants
Connaissances preacutealables recommandeacutees Connaicirctre les sciences physiques de la
premiegravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
1- La physique ancienne 11 Origine de la physique 12 La physique avant Aristote Thales Pythagore Empeacutedocle 13 Les atomistes Leucippe Deacutemocritehellip 14 La physique agrave lrsquoeacutepoque drsquoAristote Theacuteophraste Straton Eacutepicure Zeacutenon 15 Ecole drsquoAlexandrie amp la Physique Euclide Archimegravede Eratosthegravene Ptoleacutemeacutee 2- La contribution de la civilisation islamique agrave lrsquoeacutevolution de la physique 21 Contribution aux progregraves de lrsquoastronomie (al-Khawarizmi Habash al Hasib al-Battani les fregraveres Banou Moussa al-Sufi ibn Yunus et al-Biruni al-Zarqali) 22 Contribution aux progregraves de lrsquooptique al-Kindi ibn Sahl al Hazen 23 Contribution aux progregraves de la meacutecanique (al Fārābi al-Khāzinī al-Jāzāri al-Baghdādī al-Rāzī al-Ṭ ūsī)
24 Contribution aux progregraves sur la constitution de la matiegravere 25 Contribution aux progregraves du magneacutetisme 3- La meacutecanique newtonienne et la theacuteorie eacutelectromagneacutetique 31 Copernic Kepler Galileacutee Newton 32 Le XVIIIe siegravecle le triomphe de la meacutecanique Christiaan Huygens les fregraveres Jacques et Jean Bernoulli Leonhard Euler Jean Le Rond drsquoAlembert Louis de Lagrange 33 Le XIXe siegravecle lrsquoeacutelectromagneacutetisme Franccedilois Arago Hans Christian Oersted Michael Faraday James Clerk Maxwell 34 Lrsquooptique drsquoune vision corpusculaire agrave une vision ondulatoire 35 La crise autour de 1900 4- La meacutecanique quantique 41 La constante de Planck 42 Schroumldinger et son eacutequation 43 Heisenberg et la relation drsquoincertitude 44 Pauli et le principe drsquoexclusion 45 Lrsquoatome de Bohr 46 Dirac et ses contributions agrave la physique quantique 5- La theacuteorie de la relativiteacute 51 La theacuteorie de la relativiteacute restreinte Lrsquoeacutequivalence masse-eacutenergie 52 Application eacutenergie nucleacuteaire (fission fusion) 53 La theacuteorie de la relativiteacute geacuteneacuterale La courbure de lrsquoespace-temps 54 Application Expansion de lrsquounivers modegravele standard de la cosmologie
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J ROSMORDUC Une histoire de la physique et de la chimie Le Seuil coll laquo Points Sciences raquo (1985)
- A DJEBBAR et J ROSMORDUC Une histoire de la science arabe Introduction agrave la connaissance du patrimoine scientifique des pays dislam Le Seuil (2001)
- R TATON Histoire geacuteneacuterale des sciences PUF Quadrige (1983) - M BIEZUNSKI Histoire de la physique moderne la Deacutecouverte (1993) - R LOCQUENEUX Histoire de la physique PUF Que sais-je ndeg421 (1987) - M PATY La physique du XXe siegravecle Vuibert (1996)
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Semestre 3 UE Deacutecouverte
Matiegravere Chimie Mineacuterale Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant physicien drsquoacqueacuterir les
connaissances et les lois fondamentales de la chimie mineacuterale
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Connaicirctre les sciences physiques de la premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere - Proprieacuteteacutes peacuteriodiques blocs peacuteriodes groupes ndash Peacuteriodiciteacute des proprieacuteteacutes
physiques et chimiques caractegraveres des meacutetaux des non-meacutetaux et des meacutetalloiumldes Compleacutements sur lrsquoeacutetat solide
- Les meacutetaux alcalins et alcalino-terreux les meacutetaux des groupes IIIa et IVa les halogegravenes lrsquooxygegravene et le soufre lrsquoazote et le phosphore
- Les meacutetaux de transition proprieacuteteacutes les composeacutes de coordination nomenclature isomeacuterie theacuteories des orbitales hybrides theacuteorie du champ cristallin theacuteorie des orbitales moleacuteculaires proprieacuteteacutes magneacutetiques et couleurs Les eacuteleacutements des groupes IB IIB IIIB VIIIB les terres rares
- Equilibres en solution Equilibres homogegravene et heacuteteacuterogegravene La constante drsquoeacutequilibre Les facteurs drsquoeacutequilibre Principe de Le CHATELIER Notions geacuteneacuterales sur les solutions
- La solubiliteacute Paramegravetres influenccedilant la solubiliteacute Aspect thermochimique de la solubiliteacute La dissociation ionique et la solvatation
- Les solutions ioniques Acides et Bases La dissociation ionique (Lrsquoeacutequilibre de dissociation (Lrsquoauto - ionisation de lrsquoeau) Produit ionique de lrsquoeau Geacuteneacuteraliteacute sur les acides et les bases (Deacutefinitions Conseacutequences de la deacutefinition de BRONSTED Forces des acides et des bases) Le pH des acides et des bases La notion de pH Calcul du pH drsquoun acide ou drsquoune base Mesure du pH Neutralisation drsquoun acide par une base Force des acides et des bases Proprieacuteteacute AcidoBasiques - Notion de pH
- Les sels en solution Etude des sels peu solubles (Deacutefinitions Solubiliteacute de sels Produits de solubiliteacute Deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre de solubiliteacute)
- Oxydoreacuteduction Notion de degreacute drsquooxydations ndashReacuteactions Mode drsquoeacutevaluation Examen 100 Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3
Objectifs de lrsquoenseignement
- Acquisition drsquoune culture de langue scientifique et des bases de langage courant - Acquisition drsquoune capaciteacute aux techniques de lrsquoexposeacute oral Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues eacutetrangegraveres 1 et 2 enseigneacutees en L1
SM
Contenu de la matiegravere
Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue eacutetrangegravere Entraicircnement agrave la compreacutehension de documents eacutecrits relatifs au domaine de la physique On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique Tous les supports seront utiliseacutes - Traduction de notices et publications Reacutedaction de reacutesumeacutes Bibliographie et exposeacutes de projet
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 32
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 34
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 35
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
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Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
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- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
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Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Aoucirct 2014
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Semestre 4
UE Fondamentale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 110h30 TD 90h00 TP - Travail personnel 247h30
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 9 Creacutedits = 18 Matiegravere1 Thermodynamique Creacutedits 6 Coefficient 3 Matiegravere 2 Fonction de la Variable Complexe Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 3 Meacutecanique Quantique Creacutedits 4 Coefficient 2 Matiegravere 3 Electromagneacutetisme Creacutedits 4 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 33 Examen 67
Description des matiegraveres
Thermodynamique Les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie Les fonctions thermodynamiques et lrsquoirreacuteversibiliteacute Fonction de la Variable Complexe Les fonctions holomorphes et les fonctions eacuteleacutementaires Les theacuteoregravemes fondamentaux et des reacutesidus et leurs applications Meacutecanique Quantique Les particules eacuteleacutementaires en meacutecanique quantique Le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique Electromagneacutetisme Le Champ magneacutetique la force de Lorentz et les eacutequations de Maxwell La propagation et le rayonnement des ondes eacutelectromagneacutetiques
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 45h00 TD - TP 67h30 Travail personnel 87h30
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 5 Creacutedits = 8 Matiegravere1 Travaux Pratiques de Thermodynamique Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 2 Meacutecanique des Fluides Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 3 Electronique Geacuteneacuterale Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 50 Examen 50
Description des matiegraveres
Travaux Pratiques de Thermodynamique Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la Thermodynamique Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique Meacutecanique des Fluides Fondements de la Meacutecanique des Fluides la statique la cineacutematique et la dynamique des fluides parfaits et visqueux accompagneacutes drsquoexemples drsquoapplication (travaux pratiques) Electronique Geacuteneacuterale Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme de travaux pratiques
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Semestre 4 UE Deacutecouverte
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 22h30 Travail personnel 30h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 2 Creacutedits = 3
Une matiegravere agrave choisir parmi Matiegravere1 Physique Atomique amp Nucleacuteaire Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 2 Notions drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 3 Spectroscopie Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 4 Techniques drsquoAnalyse Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Physique Atomique amp Nucleacuteaire Deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Notions drsquoAstronomie et
drsquoAstrophysique Deacutecouvrir lrsquoinfiniment grand avec notre galaxie et le systegraveme solaire les planegravetes et les eacutetoiles Spectroscopie Comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites Techniques drsquoAnalyse Deacutecouvrir les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
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Semestre 4
UE Transversale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 15h00 TD - TP - Travail personnel 10h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 1 Creacutedit = 1
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4 Creacutedit 1 Coefficient 1
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Langues eacutetrangegraveres 4 Anglais 4 ou
Franccedilais 4 Cette uniteacute est une continuiteacute de lrsquouniteacute Langues eacutetrangegraveres 3 Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique - Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur
internet
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III - Programme deacutetailleacute par matiegravere (1 fiche deacutetailleacutee par matiegravere)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles
Objectifs de lrsquoenseignement
Drsquoune importance capitale pour un physicien lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave
lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les meacutethodes de calcul drsquointeacutegrales en diffeacuterentes dimensions ainsi
que les meacutethodes menant agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles neacutecessaires pour la
reacutesolution des problegravemes de physique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Inteacutegrales simples et multiples (2 semaines) Rappels sur lrsquointeacutegrale de Riemann et sur le calcul de primitives Inteacutegrales doubles et triples Application au calcul drsquoaires de volumeshellip Chapitre 2 Inteacutegrale impropres (2 semaines) Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle non borneacute Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle borneacute infinies agrave lrsquoune des extreacutemiteacutes Chapitre 3 Equations diffeacuterentielles (2 semaines) Equations diffeacuterentielles ordinaires du 1er et du 2egraveme ordre Eleacutements drsquoeacutequations aux deacuteriveacutees partielles Chapitre 4 Seacuteries (3 semaines) Seacuteries numeacuteriques Suites et seacuteries de fonctions Seacuteries entiegraveres seacuteries de Fourrier Chapitre 5 Transformation de Laplace (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles Chapitre 6 Transformation de Fourier (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP Sciences Paris (2007)
- Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris (2008)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences Concepts meacutethodes et techniques pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
- J M RAKOSOTON J E RAKOSOTON Analyse fonctionnelle appliqueacutee aux eacutequations aux deacuteriveacutees partielles Ed PUF (1999)
- S NICAISE Analyse numeacuterique et eacutequations aux deacuteriveacutees partielles cours et problegravemes reacutesolus Ed Dunod Paris (2000)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Analytique
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance des fondements de la meacutecanique classique que ce soit agrave lrsquoeacutechelle du
point mateacuteriel (meacutecanique du point) ou agrave lrsquoeacutechelle du solide (meacutecanique du solide) par
lrsquoenseignement des formalismes de Lagrange et drsquoHamilton
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Rappels de meacutecanique classique Cineacutematique drsquoune particule Dynamique drsquoune particule Travail et eacutenergie Systegravemes agrave N particules et forces exteacuterieures Degreacutes de liberteacute Chapitre 2 Formalisme de Lagrange Coordonneacutees geacuteneacuteraliseacutees Variation fonctionnelle Le Lagrangien Coordonneacutees curvilignes Contraintes holonomes et non holonomes Applications Particule dans un champ gravitationnel particule lieacutee agrave un ressort problegraveme agrave deux corps le potentiel central Chapitre 3 Formalisme de Hamilton Transformation de Legendre LrsquoHamiltonien Variables canoniques et crochets de Poisson Moments geacuteneacuteraliseacutes Transformations canoniques La meacutethode de Hamilton-Jacobi Lrsquoespace des phases Variables angle-action et fonction geacuteneacuteratrice Systegravemes inteacutegrables Chapitre 4 Mouvement drsquoun solide indeacuteformable Degreacutes de liberteacute drsquoun solide Energie cineacutetique Axes principaux et tenseur drsquoinertie Moment cineacutetique drsquoun solide Approche vectorielle et eacutequations drsquoEuler Approche Lagrangienne et angles drsquoEuler Toupie symeacutetrique Chapitre 5 Meacutecanique Lagrangienne des milieux continus Le passage agrave la limite continue Theacuteorie classique des champs Equations drsquoEuler-Lagrange du champ Chapitre 6 Theacuteoregraveme de Liouville Equation de Hamilton-Jacobi
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A CHARLIER A BERARD M CHARLIER Meacutecanique Analytique - Du cours aux travaux dirigeacutes Ed Ellipses (1989)
- LANDAU et LIFCHITZ Meacutecanique Editions Mir (Moscou) et Ellipses (Paris) - BOUCIF Introduction agrave la meacutecanique analytique De Boeck Bruxelles (2012) - TAYLOR Meacutecanique classique Ellipses Paris (2007) - MARTIN-ROBINE Histoire du principe de moindre action Vuibert Paris (2006) - GOLDSTEIN et al Classical mechanics 3rd Ed Addison-Wesley (USA) (2001)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance theacuteorique la compreacutehension et la reacutesolution des mouvements vibratoires
et les diffeacuterents types drsquooscillations engendreacutees ainsi que les ondes meacutecaniques et les
mouvements ondulatoires engendreacutes
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
PARTIE I VIBRATIONS Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les vibrations Deacutefinition drsquoun mouvement vibratoire Exemples de systegravemes vibratoires Mouvements peacuteriodiques Chapitre 2 Systegravemes lineacuteaires agrave un degreacute de liberteacute 21 Les oscillations libres Lrsquooscillateur harmonique Pulsation propre drsquoun oscillateur harmonique Lrsquoeacutenergie drsquoun oscillateur harmonique 22 Les oscillations libres amorties Forces drsquoamortissement Equation des mouvements Oscillations pseudopeacuteriodiques (deacutecreacutement logarithmique facteur de qualiteacute) 23 Les oscillations libres forceacutees Deacutefinition Cas drsquoune excitation sinusoiumldale (reacutesonance deacutephasage) Cas drsquoune excitation peacuteriodique quelconque 24 Les oscillations amorties forceacutees Equation des mouvements Reacutegime transitoire reacutegime permanent Bande passante Facteur de qualiteacute 25 Analogie entre systegravemes oscillants meacutecaniques et eacutelectriques Chapitre 3 Systegravemes lineacuteaires agrave plusieurs degreacutes de liberteacute 31 Systegravemes agrave 2 degreacutes de liberteacute (Cas libres - pulsations propres) amortis et amortis forceacutes 32 Systegravemes agrave N degreacutes de liberteacute (comportement geacuteneacuteral) PARTIE II LES ONDES MECANIQUES Chapitre 4 Geacuteneacuteraliteacutes sur les ondes meacutecaniques 41 Classification des ondes 42 Inteacutegrale geacuteneacuterale de lrsquoeacutequation geacuteneacuterale drsquoondes progressives 43 Vitesse de phase vitesse de groupe 44 Notion de front drsquoonde Exemple des ondes planes ondes spheacuteriques 45 Reacuteflexion et transmission des ondes 46 Relation entre les diffeacuterentes grandeurs repreacutesentant lrsquoonde Chapitre 5 Ondes transversales sur une corde 51 Equation de propagation Impeacutedance caracteacuteristique Energie drsquoune onde progressive Reacuteflexion et transmission des ondes Ondes stationnaires Chapitre 6 Ondes longitudinales dans les fluides 61 Ondes planes dans un tuyau cylindrique Equation drsquoondes dans un gaz Equation drsquoondes dans un liquide Impeacutedance acoustique Impeacutedance caracteacuteristique Energie transporteacutee par une onde Coefficients de reacuteflexion et de transmission drsquoondes (conditions aux limites) 62 Effet Doppler Chapitre 7 Ondes eacutelastiques dans les solides
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoeacutetudiant acquiegravere les connaissances theacuteoriques et les lois fondamentales de lrsquooptique
geacuteomeacutetrique et physique ainsi que les techniques et les instruments utiliseacutes accompagneacutes
de plusieurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Optique geacuteomeacutetrique 11- Principes et lois de lrsquooptique geacuteomeacutetrique 12- Notions de reacutefringence 13- Lois de Snell-Descartes principe de Fermat et construction de Huygens 14- Miroirs spheacuteriques et miroirs plans formule de position et construction drsquoimages 15- Dioptre plan et dioptre spheacuterique formule de conjugaison grandissement notions de
stigmatisme et construction drsquoimages 16- Prisme formules deacuteviation et dispersion 17- Lentilles minces formules de position et construction drsquoimages 18- Instruments optiques œil loupe microscope hellip Chapitre 2 Optique ondulatoire 21- Geacuteneacuteraliteacutes 22- Principe de superposition de deux ondes monochromatiques de mecircme freacutequence 23- Conditions drsquointerfeacuterence Notion de coheacuterence 24- Interfeacuterences de deux ondes coheacuterentes 25- Interfeacuterences agrave ondes multiples Interfeacuteromegravetres de Michelson et de Peacuterot-Fabry 26- Interfeacuterences en lumiegravere polychromatique Chapitre3 Diffraction et ses Applications 31- Diffraction de Fresnel et diffraction de Fraunhoffer 32- Diffraction par une ouverture rectangulaire et diffraction par une ouverture circulaire Chapitre 4 Polarisation 41- Transversaliteacute des ondes 42- Structure dune onde polariseacutee rectilignement 43- Reacuteflexion et reacutefraction par les corps isotropes transparents Chapitre 5 Lasers et ses applications
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- D FIEL amp P COLIN Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Ellipses (1999) - J-P PEREZ Optique - Fondements et Applications avec 250 exercices et problegravemes reacutesolus
Ed Dunod (2004) - F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005) - T BECHERRAWY Optique Geacuteomeacutetrique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Debœck (2006) - E AMZALLAG La Physique en Fac - Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Dunod (2006) - R TAILLET Optique Physique - Interfeacuterences Diffraction Holographie - Cours et exercices
corrigeacutes Ed Debœck (2006) - HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
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Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur les Vibrations et Ondes
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Oscillations transversales des cordes vibrantes 2- Systegravemes eacutelectromeacutecaniques (le haut-parleur eacutelectrodynamique) 3- Oscillations amorties (circuit RLC en oscillations libres et forceacutees) 4- Oscillations coupleacutees eacutetude des battements 5- Oscillations coupleacutees eacutetude des freacutequences propres 6- Propagation dondes longitudinale dans un fluide 7- Cuve rheacuteographique 8- Tube de KUNDT 9- Pheacutenomegravenes drsquoinduction
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 22
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur lrsquooptique geacuteomeacutetrique amp
physique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Introduction les diffeacuterentes sources et deacutetecteurs de lumiegravere 2- Reacuteflexion (miroir plan miroir spheacuterique) et reacutefraction (airverre verreair) 3- Etude du prisme deacuteviation 4- Etude du prisme dispersion 5- Etude du reacuteseau dispersion 6- Spectroscope agrave prisme spectroscope agrave reacuteseau 7- Focomeacutetrie (deacutetermination de la focale dune lentille) 8- Microscope 9- Polarisation de la lumiegravere (rectiligne circulaire elliptique) 10- Reacuteflexion sur une lame dune OEM plane 11- Spectrophotomeacutetrie (transmission de diffeacuterents filtres optiques) 12- Interfeacuteromeacutetrie (deacutetermination de la longueur donde de lindice dune lame agrave face parallegravele de la vitesse) 13- Diffraction (fentes et reacuteseaux loi de Bragg monochromateur)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005)
- HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 23
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation
Objectifs de lrsquoenseignement
La maicirctrise de lrsquooutil numeacuterique par lrsquoenseignement des langages de programmation
eacutevolueacutes drsquoune part et drsquoautre part par lrsquoenseignement des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations algeacutebriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo informatique 1 amp 2 raquo et laquo matheacutematiques 1
amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Initiation (ou rappel) de langages de programmation informatique MATLAB etou MATHEMATICA etou FORTRAN etou C++ Chapitre 2 Inteacutegration numeacuterique 2 1 Meacutethode des Trapegravezes 2 2 Meacutethode de Simpson Chapitre 3 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations non-lineacuteaires 3 1 Meacutethode de Bissection 3 2 Meacutethode de Newton Chapitre 4 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations diffeacuterentielles ordinaires 4 1 Meacutethode dEuler 4 2 Meacutethode de Runge-Kutta Chapitre 5 Reacutesolution numeacuterique des systegravemes deacutequations lineacuteaires 5 1 Meacutethode de Gauss 5 2 Meacutethode de Gauss-Seidel
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
Pour MATLAB - M DJEBLI amp H DJELOUAH Initiation agrave MATLAB OPU (2013) - R DUKKIPATI MATLAB an introduction with applications New Age International
Publishers India (2010) - C WOODFORD and C Phillips Numerical methods with worked examples MATLAB edition
2nd Ed Springer Ltd (2013) Pour C et C++ - C DELANNOY lsquorsquoC++ pour les programmeurs Crsquorsquo 6egraveme Ed Eyrolles Paris (2004) - C CASTEYDE lsquorsquoCours de CC++rsquorsquo Copyright (2005) Pour FORTRAN - B HAHN lsquorsquoIntroduction to Fortran 90 for scientists and engineersrsquorsquo Capetown University South
Africa (1993) - Ph DrsquoAnfray lsquorsquoFortran 77rsquorsquo Universiteacute Paris XIII (1998) - P CORDE et A FOUILLOUX Langage Fortran Support de cours IDRIS (2010) Pour les meacutethodes numeacuteriques - F JEDRZEIJEWSKI Introduction aux meacutethodes numeacuteriques 2egraveme Ed Springer France
(2005) - J HOFFMAN Numerical methods for engineers and scientists 2nd Ed Marcel Dekker USA
(2001) - A QUARTERONI Meacutethodes numeacuteriques algorithmes analyse et appl Springer Italie (2004)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 24
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Probabiliteacutes amp Statistiques
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de deacutecouvrirrsquo le domaine de
lrsquoaleacuteatoire et des probabiliteacutes ainsi que lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees
expeacuterimentales ou numeacuteriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo matheacutematiques 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Eleacutements de base en theacuteorie des probabiliteacutes (2 semaines) I Historique et motivations (utiliteacute des probabiliteacutes en physique) II Axiomatique de base 1 Espace probabiliseacute Univers tribu probabiliteacutes probabiliteacutes conditionnelles 2 Variables aleacuteatoires Deacutefinitions Lois usuelles Entropie Fonctions de variables aleacuteatoires Systegravemes de variables aleacuteatoires Espeacuterance conditionnelle Chapitre 2 Convergences et theacuteoregravemes limites (2 semaines) 1 Un exemple Variations autour du tirage agrave pile ou face 2 Convergences Loi des grands nombres (forte et faible) Theacuteoregraveme central limite 3 Ineacutegaliteacutes fondamentales Tchebychev Jensen Houmllder 4 Grandes deacuteviations Liens avec la limite thermodynamique en physique statistique Chapitre 3 Analyse des seacuteries statistiques (3 semaines) 1 Seacuteries simples Seacuteries doubles 2 Analyse de reacutegression et correacutelation Reacutegressions lineacuteaire simple et multiple Reacutegression non-lineacuteaire (exponentielle logarithmique polynomiale) Chapitre 4 Statistique infeacuterentielle (4 semaines) 1- Estimation parameacutetrique 2- Tests statistiques (tests de correacutelation tests dindeacutependance tests dajustement test de student ANOVA) Chapitre 5 Analyse des donneacutees (3 semaines) 1-Analyse en composantes principales (ACP) 2- Analyse factorielle discriminante (AFD) 3-Analyse de classification (hieacuterarchique automatique)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- FEMENIAS Probabiliteacutes et statistiques pour les sciences physiques Cours et exercices corrigeacutes Dunod Paris (2003)
- SAPORTA Probabiliteacutes Analyse des Donneacutees et Statistique 3egraveme Ed Technip Paris (2011)
- ESCOUBES Probabiliteacutes et statistiques agrave lusage des physiciens Ed Ellipses Paris (1998)
- W APPEL Probabiliteacutes pour les non probabilistes HampK Edition Paris (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 25
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Cristallographie physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs agrave atteindre par lrsquoenseignement de cette matiegravere sont
- Lrsquointroduction des concepts et des proprieacuteteacutes du cristal et du reacuteseau cristallin et
les diffeacuterents modes de reacuteseaux
- La connaissance des lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les
cristaux
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les bases fondamentales de la chimie et la physique de la
premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition de lrsquoeacutetat cristallin Reacuteseaux deacutefinitions Rangeacutee et plan reacuteticulaire Mailles repreacutesentatives Motif Indices de Miller Reacuteseau reacuteciproque Deacutefinition Quelques proprieacuteteacutes et relations avec grandeur du reacuteseau direct Distance inter reacuteticulaire II ndash Symeacutetrie des figures finies Opeacuterations de symeacutetrie Inversion Rotation Reacuteflexion Inversion rotatoire Reacuteflexion rotatoire Notions de points eacutequivalents III ndash Symeacutetrie des reacuteseaux ndash reacuteseaux de Bravais Systegravemes cristallins Les diffeacuterents modes de reacuteseaux Les quatorze reacuteseaux de Bravais Incompatibiliteacute de certains ordres drsquoaxes de rotation avec les reacuteseaux Quelques relations geacuteomeacutetriques dans les reacuteseaux IV ndash Meacutethodes expeacuterimentales de la diffraction Conditions de diffraction Loi de Bragg Equation de Von Laue Construction drsquoEwald Diffeacuterentes meacutethode de diffraction Meacutethode de Laue Meacutethode de Debye-Scherrer Meacutethode du cristal tournant Meacutethode de Weissenberg Diffractomegravetres automatiques V ndash Liaisons chimiques Geacuteneacuteraliteacutes sur les liaisons chimiques Structures stables et eacutenergie interne Les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Forces drsquoattraction i) Liaisons fortes ndash liaisons de valence Liaison ionique Liaison de covalence Liaison meacutetallique Interaction ion-dipocircle Ii) Liaisons faibles- Liaison de Van der Waals Liaison par transfert de charge Liaison hydrogegravene Forces de reacutepulsion
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Histoire de la Physique
Objectifs de lrsquoenseignement Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert le monde
fabuleux de la physique et son histoire agrave travers le temps et la contribution de ses savants
Connaissances preacutealables recommandeacutees Connaicirctre les sciences physiques de la
premiegravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
1- La physique ancienne 11 Origine de la physique 12 La physique avant Aristote Thales Pythagore Empeacutedocle 13 Les atomistes Leucippe Deacutemocritehellip 14 La physique agrave lrsquoeacutepoque drsquoAristote Theacuteophraste Straton Eacutepicure Zeacutenon 15 Ecole drsquoAlexandrie amp la Physique Euclide Archimegravede Eratosthegravene Ptoleacutemeacutee 2- La contribution de la civilisation islamique agrave lrsquoeacutevolution de la physique 21 Contribution aux progregraves de lrsquoastronomie (al-Khawarizmi Habash al Hasib al-Battani les fregraveres Banou Moussa al-Sufi ibn Yunus et al-Biruni al-Zarqali) 22 Contribution aux progregraves de lrsquooptique al-Kindi ibn Sahl al Hazen 23 Contribution aux progregraves de la meacutecanique (al Fārābi al-Khāzinī al-Jāzāri al-Baghdādī al-Rāzī al-Ṭ ūsī)
24 Contribution aux progregraves sur la constitution de la matiegravere 25 Contribution aux progregraves du magneacutetisme 3- La meacutecanique newtonienne et la theacuteorie eacutelectromagneacutetique 31 Copernic Kepler Galileacutee Newton 32 Le XVIIIe siegravecle le triomphe de la meacutecanique Christiaan Huygens les fregraveres Jacques et Jean Bernoulli Leonhard Euler Jean Le Rond drsquoAlembert Louis de Lagrange 33 Le XIXe siegravecle lrsquoeacutelectromagneacutetisme Franccedilois Arago Hans Christian Oersted Michael Faraday James Clerk Maxwell 34 Lrsquooptique drsquoune vision corpusculaire agrave une vision ondulatoire 35 La crise autour de 1900 4- La meacutecanique quantique 41 La constante de Planck 42 Schroumldinger et son eacutequation 43 Heisenberg et la relation drsquoincertitude 44 Pauli et le principe drsquoexclusion 45 Lrsquoatome de Bohr 46 Dirac et ses contributions agrave la physique quantique 5- La theacuteorie de la relativiteacute 51 La theacuteorie de la relativiteacute restreinte Lrsquoeacutequivalence masse-eacutenergie 52 Application eacutenergie nucleacuteaire (fission fusion) 53 La theacuteorie de la relativiteacute geacuteneacuterale La courbure de lrsquoespace-temps 54 Application Expansion de lrsquounivers modegravele standard de la cosmologie
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J ROSMORDUC Une histoire de la physique et de la chimie Le Seuil coll laquo Points Sciences raquo (1985)
- A DJEBBAR et J ROSMORDUC Une histoire de la science arabe Introduction agrave la connaissance du patrimoine scientifique des pays dislam Le Seuil (2001)
- R TATON Histoire geacuteneacuterale des sciences PUF Quadrige (1983) - M BIEZUNSKI Histoire de la physique moderne la Deacutecouverte (1993) - R LOCQUENEUX Histoire de la physique PUF Que sais-je ndeg421 (1987) - M PATY La physique du XXe siegravecle Vuibert (1996)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 27
Semestre 3 UE Deacutecouverte
Matiegravere Chimie Mineacuterale Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant physicien drsquoacqueacuterir les
connaissances et les lois fondamentales de la chimie mineacuterale
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Connaicirctre les sciences physiques de la premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere - Proprieacuteteacutes peacuteriodiques blocs peacuteriodes groupes ndash Peacuteriodiciteacute des proprieacuteteacutes
physiques et chimiques caractegraveres des meacutetaux des non-meacutetaux et des meacutetalloiumldes Compleacutements sur lrsquoeacutetat solide
- Les meacutetaux alcalins et alcalino-terreux les meacutetaux des groupes IIIa et IVa les halogegravenes lrsquooxygegravene et le soufre lrsquoazote et le phosphore
- Les meacutetaux de transition proprieacuteteacutes les composeacutes de coordination nomenclature isomeacuterie theacuteories des orbitales hybrides theacuteorie du champ cristallin theacuteorie des orbitales moleacuteculaires proprieacuteteacutes magneacutetiques et couleurs Les eacuteleacutements des groupes IB IIB IIIB VIIIB les terres rares
- Equilibres en solution Equilibres homogegravene et heacuteteacuterogegravene La constante drsquoeacutequilibre Les facteurs drsquoeacutequilibre Principe de Le CHATELIER Notions geacuteneacuterales sur les solutions
- La solubiliteacute Paramegravetres influenccedilant la solubiliteacute Aspect thermochimique de la solubiliteacute La dissociation ionique et la solvatation
- Les solutions ioniques Acides et Bases La dissociation ionique (Lrsquoeacutequilibre de dissociation (Lrsquoauto - ionisation de lrsquoeau) Produit ionique de lrsquoeau Geacuteneacuteraliteacute sur les acides et les bases (Deacutefinitions Conseacutequences de la deacutefinition de BRONSTED Forces des acides et des bases) Le pH des acides et des bases La notion de pH Calcul du pH drsquoun acide ou drsquoune base Mesure du pH Neutralisation drsquoun acide par une base Force des acides et des bases Proprieacuteteacute AcidoBasiques - Notion de pH
- Les sels en solution Etude des sels peu solubles (Deacutefinitions Solubiliteacute de sels Produits de solubiliteacute Deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre de solubiliteacute)
- Oxydoreacuteduction Notion de degreacute drsquooxydations ndashReacuteactions Mode drsquoeacutevaluation Examen 100 Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3
Objectifs de lrsquoenseignement
- Acquisition drsquoune culture de langue scientifique et des bases de langage courant - Acquisition drsquoune capaciteacute aux techniques de lrsquoexposeacute oral Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues eacutetrangegraveres 1 et 2 enseigneacutees en L1
SM
Contenu de la matiegravere
Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue eacutetrangegravere Entraicircnement agrave la compreacutehension de documents eacutecrits relatifs au domaine de la physique On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique Tous les supports seront utiliseacutes - Traduction de notices et publications Reacutedaction de reacutesumeacutes Bibliographie et exposeacutes de projet
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 29
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 30
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 31
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 32
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 33
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
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Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Aoucirct 2014
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L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 13
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 45h00 TD - TP 67h30 Travail personnel 87h30
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 5 Creacutedits = 8 Matiegravere1 Travaux Pratiques de Thermodynamique Creacutedits 2 Coefficient 1 Matiegravere 2 Meacutecanique des Fluides Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 3 Electronique Geacuteneacuterale Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Continu 50 Examen 50
Description des matiegraveres
Travaux Pratiques de Thermodynamique Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la Thermodynamique Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique Meacutecanique des Fluides Fondements de la Meacutecanique des Fluides la statique la cineacutematique et la dynamique des fluides parfaits et visqueux accompagneacutes drsquoexemples drsquoapplication (travaux pratiques) Electronique Geacuteneacuterale Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme de travaux pratiques
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Semestre 4 UE Deacutecouverte
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 22h30 Travail personnel 30h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 2 Creacutedits = 3
Une matiegravere agrave choisir parmi Matiegravere1 Physique Atomique amp Nucleacuteaire Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 2 Notions drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 3 Spectroscopie Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 4 Techniques drsquoAnalyse Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Physique Atomique amp Nucleacuteaire Deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Notions drsquoAstronomie et
drsquoAstrophysique Deacutecouvrir lrsquoinfiniment grand avec notre galaxie et le systegraveme solaire les planegravetes et les eacutetoiles Spectroscopie Comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites Techniques drsquoAnalyse Deacutecouvrir les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
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Semestre 4
UE Transversale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 15h00 TD - TP - Travail personnel 10h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 1 Creacutedit = 1
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4 Creacutedit 1 Coefficient 1
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Langues eacutetrangegraveres 4 Anglais 4 ou
Franccedilais 4 Cette uniteacute est une continuiteacute de lrsquouniteacute Langues eacutetrangegraveres 3 Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique - Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur
internet
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 16
III - Programme deacutetailleacute par matiegravere (1 fiche deacutetailleacutee par matiegravere)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 17
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles
Objectifs de lrsquoenseignement
Drsquoune importance capitale pour un physicien lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave
lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les meacutethodes de calcul drsquointeacutegrales en diffeacuterentes dimensions ainsi
que les meacutethodes menant agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles neacutecessaires pour la
reacutesolution des problegravemes de physique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Inteacutegrales simples et multiples (2 semaines) Rappels sur lrsquointeacutegrale de Riemann et sur le calcul de primitives Inteacutegrales doubles et triples Application au calcul drsquoaires de volumeshellip Chapitre 2 Inteacutegrale impropres (2 semaines) Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle non borneacute Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle borneacute infinies agrave lrsquoune des extreacutemiteacutes Chapitre 3 Equations diffeacuterentielles (2 semaines) Equations diffeacuterentielles ordinaires du 1er et du 2egraveme ordre Eleacutements drsquoeacutequations aux deacuteriveacutees partielles Chapitre 4 Seacuteries (3 semaines) Seacuteries numeacuteriques Suites et seacuteries de fonctions Seacuteries entiegraveres seacuteries de Fourrier Chapitre 5 Transformation de Laplace (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles Chapitre 6 Transformation de Fourier (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP Sciences Paris (2007)
- Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris (2008)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences Concepts meacutethodes et techniques pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
- J M RAKOSOTON J E RAKOSOTON Analyse fonctionnelle appliqueacutee aux eacutequations aux deacuteriveacutees partielles Ed PUF (1999)
- S NICAISE Analyse numeacuterique et eacutequations aux deacuteriveacutees partielles cours et problegravemes reacutesolus Ed Dunod Paris (2000)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 18
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Analytique
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance des fondements de la meacutecanique classique que ce soit agrave lrsquoeacutechelle du
point mateacuteriel (meacutecanique du point) ou agrave lrsquoeacutechelle du solide (meacutecanique du solide) par
lrsquoenseignement des formalismes de Lagrange et drsquoHamilton
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Rappels de meacutecanique classique Cineacutematique drsquoune particule Dynamique drsquoune particule Travail et eacutenergie Systegravemes agrave N particules et forces exteacuterieures Degreacutes de liberteacute Chapitre 2 Formalisme de Lagrange Coordonneacutees geacuteneacuteraliseacutees Variation fonctionnelle Le Lagrangien Coordonneacutees curvilignes Contraintes holonomes et non holonomes Applications Particule dans un champ gravitationnel particule lieacutee agrave un ressort problegraveme agrave deux corps le potentiel central Chapitre 3 Formalisme de Hamilton Transformation de Legendre LrsquoHamiltonien Variables canoniques et crochets de Poisson Moments geacuteneacuteraliseacutes Transformations canoniques La meacutethode de Hamilton-Jacobi Lrsquoespace des phases Variables angle-action et fonction geacuteneacuteratrice Systegravemes inteacutegrables Chapitre 4 Mouvement drsquoun solide indeacuteformable Degreacutes de liberteacute drsquoun solide Energie cineacutetique Axes principaux et tenseur drsquoinertie Moment cineacutetique drsquoun solide Approche vectorielle et eacutequations drsquoEuler Approche Lagrangienne et angles drsquoEuler Toupie symeacutetrique Chapitre 5 Meacutecanique Lagrangienne des milieux continus Le passage agrave la limite continue Theacuteorie classique des champs Equations drsquoEuler-Lagrange du champ Chapitre 6 Theacuteoregraveme de Liouville Equation de Hamilton-Jacobi
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A CHARLIER A BERARD M CHARLIER Meacutecanique Analytique - Du cours aux travaux dirigeacutes Ed Ellipses (1989)
- LANDAU et LIFCHITZ Meacutecanique Editions Mir (Moscou) et Ellipses (Paris) - BOUCIF Introduction agrave la meacutecanique analytique De Boeck Bruxelles (2012) - TAYLOR Meacutecanique classique Ellipses Paris (2007) - MARTIN-ROBINE Histoire du principe de moindre action Vuibert Paris (2006) - GOLDSTEIN et al Classical mechanics 3rd Ed Addison-Wesley (USA) (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 19
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance theacuteorique la compreacutehension et la reacutesolution des mouvements vibratoires
et les diffeacuterents types drsquooscillations engendreacutees ainsi que les ondes meacutecaniques et les
mouvements ondulatoires engendreacutes
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
PARTIE I VIBRATIONS Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les vibrations Deacutefinition drsquoun mouvement vibratoire Exemples de systegravemes vibratoires Mouvements peacuteriodiques Chapitre 2 Systegravemes lineacuteaires agrave un degreacute de liberteacute 21 Les oscillations libres Lrsquooscillateur harmonique Pulsation propre drsquoun oscillateur harmonique Lrsquoeacutenergie drsquoun oscillateur harmonique 22 Les oscillations libres amorties Forces drsquoamortissement Equation des mouvements Oscillations pseudopeacuteriodiques (deacutecreacutement logarithmique facteur de qualiteacute) 23 Les oscillations libres forceacutees Deacutefinition Cas drsquoune excitation sinusoiumldale (reacutesonance deacutephasage) Cas drsquoune excitation peacuteriodique quelconque 24 Les oscillations amorties forceacutees Equation des mouvements Reacutegime transitoire reacutegime permanent Bande passante Facteur de qualiteacute 25 Analogie entre systegravemes oscillants meacutecaniques et eacutelectriques Chapitre 3 Systegravemes lineacuteaires agrave plusieurs degreacutes de liberteacute 31 Systegravemes agrave 2 degreacutes de liberteacute (Cas libres - pulsations propres) amortis et amortis forceacutes 32 Systegravemes agrave N degreacutes de liberteacute (comportement geacuteneacuteral) PARTIE II LES ONDES MECANIQUES Chapitre 4 Geacuteneacuteraliteacutes sur les ondes meacutecaniques 41 Classification des ondes 42 Inteacutegrale geacuteneacuterale de lrsquoeacutequation geacuteneacuterale drsquoondes progressives 43 Vitesse de phase vitesse de groupe 44 Notion de front drsquoonde Exemple des ondes planes ondes spheacuteriques 45 Reacuteflexion et transmission des ondes 46 Relation entre les diffeacuterentes grandeurs repreacutesentant lrsquoonde Chapitre 5 Ondes transversales sur une corde 51 Equation de propagation Impeacutedance caracteacuteristique Energie drsquoune onde progressive Reacuteflexion et transmission des ondes Ondes stationnaires Chapitre 6 Ondes longitudinales dans les fluides 61 Ondes planes dans un tuyau cylindrique Equation drsquoondes dans un gaz Equation drsquoondes dans un liquide Impeacutedance acoustique Impeacutedance caracteacuteristique Energie transporteacutee par une onde Coefficients de reacuteflexion et de transmission drsquoondes (conditions aux limites) 62 Effet Doppler Chapitre 7 Ondes eacutelastiques dans les solides
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoeacutetudiant acquiegravere les connaissances theacuteoriques et les lois fondamentales de lrsquooptique
geacuteomeacutetrique et physique ainsi que les techniques et les instruments utiliseacutes accompagneacutes
de plusieurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Optique geacuteomeacutetrique 11- Principes et lois de lrsquooptique geacuteomeacutetrique 12- Notions de reacutefringence 13- Lois de Snell-Descartes principe de Fermat et construction de Huygens 14- Miroirs spheacuteriques et miroirs plans formule de position et construction drsquoimages 15- Dioptre plan et dioptre spheacuterique formule de conjugaison grandissement notions de
stigmatisme et construction drsquoimages 16- Prisme formules deacuteviation et dispersion 17- Lentilles minces formules de position et construction drsquoimages 18- Instruments optiques œil loupe microscope hellip Chapitre 2 Optique ondulatoire 21- Geacuteneacuteraliteacutes 22- Principe de superposition de deux ondes monochromatiques de mecircme freacutequence 23- Conditions drsquointerfeacuterence Notion de coheacuterence 24- Interfeacuterences de deux ondes coheacuterentes 25- Interfeacuterences agrave ondes multiples Interfeacuteromegravetres de Michelson et de Peacuterot-Fabry 26- Interfeacuterences en lumiegravere polychromatique Chapitre3 Diffraction et ses Applications 31- Diffraction de Fresnel et diffraction de Fraunhoffer 32- Diffraction par une ouverture rectangulaire et diffraction par une ouverture circulaire Chapitre 4 Polarisation 41- Transversaliteacute des ondes 42- Structure dune onde polariseacutee rectilignement 43- Reacuteflexion et reacutefraction par les corps isotropes transparents Chapitre 5 Lasers et ses applications
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- D FIEL amp P COLIN Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Ellipses (1999) - J-P PEREZ Optique - Fondements et Applications avec 250 exercices et problegravemes reacutesolus
Ed Dunod (2004) - F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005) - T BECHERRAWY Optique Geacuteomeacutetrique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Debœck (2006) - E AMZALLAG La Physique en Fac - Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Dunod (2006) - R TAILLET Optique Physique - Interfeacuterences Diffraction Holographie - Cours et exercices
corrigeacutes Ed Debœck (2006) - HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
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Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur les Vibrations et Ondes
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Oscillations transversales des cordes vibrantes 2- Systegravemes eacutelectromeacutecaniques (le haut-parleur eacutelectrodynamique) 3- Oscillations amorties (circuit RLC en oscillations libres et forceacutees) 4- Oscillations coupleacutees eacutetude des battements 5- Oscillations coupleacutees eacutetude des freacutequences propres 6- Propagation dondes longitudinale dans un fluide 7- Cuve rheacuteographique 8- Tube de KUNDT 9- Pheacutenomegravenes drsquoinduction
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
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Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur lrsquooptique geacuteomeacutetrique amp
physique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Introduction les diffeacuterentes sources et deacutetecteurs de lumiegravere 2- Reacuteflexion (miroir plan miroir spheacuterique) et reacutefraction (airverre verreair) 3- Etude du prisme deacuteviation 4- Etude du prisme dispersion 5- Etude du reacuteseau dispersion 6- Spectroscope agrave prisme spectroscope agrave reacuteseau 7- Focomeacutetrie (deacutetermination de la focale dune lentille) 8- Microscope 9- Polarisation de la lumiegravere (rectiligne circulaire elliptique) 10- Reacuteflexion sur une lame dune OEM plane 11- Spectrophotomeacutetrie (transmission de diffeacuterents filtres optiques) 12- Interfeacuteromeacutetrie (deacutetermination de la longueur donde de lindice dune lame agrave face parallegravele de la vitesse) 13- Diffraction (fentes et reacuteseaux loi de Bragg monochromateur)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005)
- HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation
Objectifs de lrsquoenseignement
La maicirctrise de lrsquooutil numeacuterique par lrsquoenseignement des langages de programmation
eacutevolueacutes drsquoune part et drsquoautre part par lrsquoenseignement des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations algeacutebriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo informatique 1 amp 2 raquo et laquo matheacutematiques 1
amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Initiation (ou rappel) de langages de programmation informatique MATLAB etou MATHEMATICA etou FORTRAN etou C++ Chapitre 2 Inteacutegration numeacuterique 2 1 Meacutethode des Trapegravezes 2 2 Meacutethode de Simpson Chapitre 3 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations non-lineacuteaires 3 1 Meacutethode de Bissection 3 2 Meacutethode de Newton Chapitre 4 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations diffeacuterentielles ordinaires 4 1 Meacutethode dEuler 4 2 Meacutethode de Runge-Kutta Chapitre 5 Reacutesolution numeacuterique des systegravemes deacutequations lineacuteaires 5 1 Meacutethode de Gauss 5 2 Meacutethode de Gauss-Seidel
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
Pour MATLAB - M DJEBLI amp H DJELOUAH Initiation agrave MATLAB OPU (2013) - R DUKKIPATI MATLAB an introduction with applications New Age International
Publishers India (2010) - C WOODFORD and C Phillips Numerical methods with worked examples MATLAB edition
2nd Ed Springer Ltd (2013) Pour C et C++ - C DELANNOY lsquorsquoC++ pour les programmeurs Crsquorsquo 6egraveme Ed Eyrolles Paris (2004) - C CASTEYDE lsquorsquoCours de CC++rsquorsquo Copyright (2005) Pour FORTRAN - B HAHN lsquorsquoIntroduction to Fortran 90 for scientists and engineersrsquorsquo Capetown University South
Africa (1993) - Ph DrsquoAnfray lsquorsquoFortran 77rsquorsquo Universiteacute Paris XIII (1998) - P CORDE et A FOUILLOUX Langage Fortran Support de cours IDRIS (2010) Pour les meacutethodes numeacuteriques - F JEDRZEIJEWSKI Introduction aux meacutethodes numeacuteriques 2egraveme Ed Springer France
(2005) - J HOFFMAN Numerical methods for engineers and scientists 2nd Ed Marcel Dekker USA
(2001) - A QUARTERONI Meacutethodes numeacuteriques algorithmes analyse et appl Springer Italie (2004)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Probabiliteacutes amp Statistiques
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de deacutecouvrirrsquo le domaine de
lrsquoaleacuteatoire et des probabiliteacutes ainsi que lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees
expeacuterimentales ou numeacuteriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo matheacutematiques 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Eleacutements de base en theacuteorie des probabiliteacutes (2 semaines) I Historique et motivations (utiliteacute des probabiliteacutes en physique) II Axiomatique de base 1 Espace probabiliseacute Univers tribu probabiliteacutes probabiliteacutes conditionnelles 2 Variables aleacuteatoires Deacutefinitions Lois usuelles Entropie Fonctions de variables aleacuteatoires Systegravemes de variables aleacuteatoires Espeacuterance conditionnelle Chapitre 2 Convergences et theacuteoregravemes limites (2 semaines) 1 Un exemple Variations autour du tirage agrave pile ou face 2 Convergences Loi des grands nombres (forte et faible) Theacuteoregraveme central limite 3 Ineacutegaliteacutes fondamentales Tchebychev Jensen Houmllder 4 Grandes deacuteviations Liens avec la limite thermodynamique en physique statistique Chapitre 3 Analyse des seacuteries statistiques (3 semaines) 1 Seacuteries simples Seacuteries doubles 2 Analyse de reacutegression et correacutelation Reacutegressions lineacuteaire simple et multiple Reacutegression non-lineacuteaire (exponentielle logarithmique polynomiale) Chapitre 4 Statistique infeacuterentielle (4 semaines) 1- Estimation parameacutetrique 2- Tests statistiques (tests de correacutelation tests dindeacutependance tests dajustement test de student ANOVA) Chapitre 5 Analyse des donneacutees (3 semaines) 1-Analyse en composantes principales (ACP) 2- Analyse factorielle discriminante (AFD) 3-Analyse de classification (hieacuterarchique automatique)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- FEMENIAS Probabiliteacutes et statistiques pour les sciences physiques Cours et exercices corrigeacutes Dunod Paris (2003)
- SAPORTA Probabiliteacutes Analyse des Donneacutees et Statistique 3egraveme Ed Technip Paris (2011)
- ESCOUBES Probabiliteacutes et statistiques agrave lusage des physiciens Ed Ellipses Paris (1998)
- W APPEL Probabiliteacutes pour les non probabilistes HampK Edition Paris (2013)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Cristallographie physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs agrave atteindre par lrsquoenseignement de cette matiegravere sont
- Lrsquointroduction des concepts et des proprieacuteteacutes du cristal et du reacuteseau cristallin et
les diffeacuterents modes de reacuteseaux
- La connaissance des lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les
cristaux
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les bases fondamentales de la chimie et la physique de la
premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition de lrsquoeacutetat cristallin Reacuteseaux deacutefinitions Rangeacutee et plan reacuteticulaire Mailles repreacutesentatives Motif Indices de Miller Reacuteseau reacuteciproque Deacutefinition Quelques proprieacuteteacutes et relations avec grandeur du reacuteseau direct Distance inter reacuteticulaire II ndash Symeacutetrie des figures finies Opeacuterations de symeacutetrie Inversion Rotation Reacuteflexion Inversion rotatoire Reacuteflexion rotatoire Notions de points eacutequivalents III ndash Symeacutetrie des reacuteseaux ndash reacuteseaux de Bravais Systegravemes cristallins Les diffeacuterents modes de reacuteseaux Les quatorze reacuteseaux de Bravais Incompatibiliteacute de certains ordres drsquoaxes de rotation avec les reacuteseaux Quelques relations geacuteomeacutetriques dans les reacuteseaux IV ndash Meacutethodes expeacuterimentales de la diffraction Conditions de diffraction Loi de Bragg Equation de Von Laue Construction drsquoEwald Diffeacuterentes meacutethode de diffraction Meacutethode de Laue Meacutethode de Debye-Scherrer Meacutethode du cristal tournant Meacutethode de Weissenberg Diffractomegravetres automatiques V ndash Liaisons chimiques Geacuteneacuteraliteacutes sur les liaisons chimiques Structures stables et eacutenergie interne Les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Forces drsquoattraction i) Liaisons fortes ndash liaisons de valence Liaison ionique Liaison de covalence Liaison meacutetallique Interaction ion-dipocircle Ii) Liaisons faibles- Liaison de Van der Waals Liaison par transfert de charge Liaison hydrogegravene Forces de reacutepulsion
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Histoire de la Physique
Objectifs de lrsquoenseignement Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert le monde
fabuleux de la physique et son histoire agrave travers le temps et la contribution de ses savants
Connaissances preacutealables recommandeacutees Connaicirctre les sciences physiques de la
premiegravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
1- La physique ancienne 11 Origine de la physique 12 La physique avant Aristote Thales Pythagore Empeacutedocle 13 Les atomistes Leucippe Deacutemocritehellip 14 La physique agrave lrsquoeacutepoque drsquoAristote Theacuteophraste Straton Eacutepicure Zeacutenon 15 Ecole drsquoAlexandrie amp la Physique Euclide Archimegravede Eratosthegravene Ptoleacutemeacutee 2- La contribution de la civilisation islamique agrave lrsquoeacutevolution de la physique 21 Contribution aux progregraves de lrsquoastronomie (al-Khawarizmi Habash al Hasib al-Battani les fregraveres Banou Moussa al-Sufi ibn Yunus et al-Biruni al-Zarqali) 22 Contribution aux progregraves de lrsquooptique al-Kindi ibn Sahl al Hazen 23 Contribution aux progregraves de la meacutecanique (al Fārābi al-Khāzinī al-Jāzāri al-Baghdādī al-Rāzī al-Ṭ ūsī)
24 Contribution aux progregraves sur la constitution de la matiegravere 25 Contribution aux progregraves du magneacutetisme 3- La meacutecanique newtonienne et la theacuteorie eacutelectromagneacutetique 31 Copernic Kepler Galileacutee Newton 32 Le XVIIIe siegravecle le triomphe de la meacutecanique Christiaan Huygens les fregraveres Jacques et Jean Bernoulli Leonhard Euler Jean Le Rond drsquoAlembert Louis de Lagrange 33 Le XIXe siegravecle lrsquoeacutelectromagneacutetisme Franccedilois Arago Hans Christian Oersted Michael Faraday James Clerk Maxwell 34 Lrsquooptique drsquoune vision corpusculaire agrave une vision ondulatoire 35 La crise autour de 1900 4- La meacutecanique quantique 41 La constante de Planck 42 Schroumldinger et son eacutequation 43 Heisenberg et la relation drsquoincertitude 44 Pauli et le principe drsquoexclusion 45 Lrsquoatome de Bohr 46 Dirac et ses contributions agrave la physique quantique 5- La theacuteorie de la relativiteacute 51 La theacuteorie de la relativiteacute restreinte Lrsquoeacutequivalence masse-eacutenergie 52 Application eacutenergie nucleacuteaire (fission fusion) 53 La theacuteorie de la relativiteacute geacuteneacuterale La courbure de lrsquoespace-temps 54 Application Expansion de lrsquounivers modegravele standard de la cosmologie
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J ROSMORDUC Une histoire de la physique et de la chimie Le Seuil coll laquo Points Sciences raquo (1985)
- A DJEBBAR et J ROSMORDUC Une histoire de la science arabe Introduction agrave la connaissance du patrimoine scientifique des pays dislam Le Seuil (2001)
- R TATON Histoire geacuteneacuterale des sciences PUF Quadrige (1983) - M BIEZUNSKI Histoire de la physique moderne la Deacutecouverte (1993) - R LOCQUENEUX Histoire de la physique PUF Que sais-je ndeg421 (1987) - M PATY La physique du XXe siegravecle Vuibert (1996)
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Semestre 3 UE Deacutecouverte
Matiegravere Chimie Mineacuterale Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant physicien drsquoacqueacuterir les
connaissances et les lois fondamentales de la chimie mineacuterale
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Connaicirctre les sciences physiques de la premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere - Proprieacuteteacutes peacuteriodiques blocs peacuteriodes groupes ndash Peacuteriodiciteacute des proprieacuteteacutes
physiques et chimiques caractegraveres des meacutetaux des non-meacutetaux et des meacutetalloiumldes Compleacutements sur lrsquoeacutetat solide
- Les meacutetaux alcalins et alcalino-terreux les meacutetaux des groupes IIIa et IVa les halogegravenes lrsquooxygegravene et le soufre lrsquoazote et le phosphore
- Les meacutetaux de transition proprieacuteteacutes les composeacutes de coordination nomenclature isomeacuterie theacuteories des orbitales hybrides theacuteorie du champ cristallin theacuteorie des orbitales moleacuteculaires proprieacuteteacutes magneacutetiques et couleurs Les eacuteleacutements des groupes IB IIB IIIB VIIIB les terres rares
- Equilibres en solution Equilibres homogegravene et heacuteteacuterogegravene La constante drsquoeacutequilibre Les facteurs drsquoeacutequilibre Principe de Le CHATELIER Notions geacuteneacuterales sur les solutions
- La solubiliteacute Paramegravetres influenccedilant la solubiliteacute Aspect thermochimique de la solubiliteacute La dissociation ionique et la solvatation
- Les solutions ioniques Acides et Bases La dissociation ionique (Lrsquoeacutequilibre de dissociation (Lrsquoauto - ionisation de lrsquoeau) Produit ionique de lrsquoeau Geacuteneacuteraliteacute sur les acides et les bases (Deacutefinitions Conseacutequences de la deacutefinition de BRONSTED Forces des acides et des bases) Le pH des acides et des bases La notion de pH Calcul du pH drsquoun acide ou drsquoune base Mesure du pH Neutralisation drsquoun acide par une base Force des acides et des bases Proprieacuteteacute AcidoBasiques - Notion de pH
- Les sels en solution Etude des sels peu solubles (Deacutefinitions Solubiliteacute de sels Produits de solubiliteacute Deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre de solubiliteacute)
- Oxydoreacuteduction Notion de degreacute drsquooxydations ndashReacuteactions Mode drsquoeacutevaluation Examen 100 Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3
Objectifs de lrsquoenseignement
- Acquisition drsquoune culture de langue scientifique et des bases de langage courant - Acquisition drsquoune capaciteacute aux techniques de lrsquoexposeacute oral Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues eacutetrangegraveres 1 et 2 enseigneacutees en L1
SM
Contenu de la matiegravere
Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue eacutetrangegravere Entraicircnement agrave la compreacutehension de documents eacutecrits relatifs au domaine de la physique On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique Tous les supports seront utiliseacutes - Traduction de notices et publications Reacutedaction de reacutesumeacutes Bibliographie et exposeacutes de projet
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 31
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 32
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 33
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 34
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 36
Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 37
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 38
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 39
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 40
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 41
Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
------------------
Aoucirct 2014
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 42
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 14
Semestre 4 UE Deacutecouverte
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 22h30 TD - TP 22h30 Travail personnel 30h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 2 Creacutedits = 3
Une matiegravere agrave choisir parmi Matiegravere1 Physique Atomique amp Nucleacuteaire Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 2 Notions drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 3 Spectroscopie Creacutedits 3 Coefficient 2 Matiegravere 4 Techniques drsquoAnalyse Creacutedits 3 Coefficient 2
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Physique Atomique amp Nucleacuteaire Deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Notions drsquoAstronomie et
drsquoAstrophysique Deacutecouvrir lrsquoinfiniment grand avec notre galaxie et le systegraveme solaire les planegravetes et les eacutetoiles Spectroscopie Comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites Techniques drsquoAnalyse Deacutecouvrir les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 15
Semestre 4
UE Transversale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 15h00 TD - TP - Travail personnel 10h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 1 Creacutedit = 1
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4 Creacutedit 1 Coefficient 1
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Langues eacutetrangegraveres 4 Anglais 4 ou
Franccedilais 4 Cette uniteacute est une continuiteacute de lrsquouniteacute Langues eacutetrangegraveres 3 Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique - Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur
internet
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 16
III - Programme deacutetailleacute par matiegravere (1 fiche deacutetailleacutee par matiegravere)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 17
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles
Objectifs de lrsquoenseignement
Drsquoune importance capitale pour un physicien lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave
lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les meacutethodes de calcul drsquointeacutegrales en diffeacuterentes dimensions ainsi
que les meacutethodes menant agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles neacutecessaires pour la
reacutesolution des problegravemes de physique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Inteacutegrales simples et multiples (2 semaines) Rappels sur lrsquointeacutegrale de Riemann et sur le calcul de primitives Inteacutegrales doubles et triples Application au calcul drsquoaires de volumeshellip Chapitre 2 Inteacutegrale impropres (2 semaines) Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle non borneacute Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle borneacute infinies agrave lrsquoune des extreacutemiteacutes Chapitre 3 Equations diffeacuterentielles (2 semaines) Equations diffeacuterentielles ordinaires du 1er et du 2egraveme ordre Eleacutements drsquoeacutequations aux deacuteriveacutees partielles Chapitre 4 Seacuteries (3 semaines) Seacuteries numeacuteriques Suites et seacuteries de fonctions Seacuteries entiegraveres seacuteries de Fourrier Chapitre 5 Transformation de Laplace (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles Chapitre 6 Transformation de Fourier (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP Sciences Paris (2007)
- Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris (2008)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences Concepts meacutethodes et techniques pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
- J M RAKOSOTON J E RAKOSOTON Analyse fonctionnelle appliqueacutee aux eacutequations aux deacuteriveacutees partielles Ed PUF (1999)
- S NICAISE Analyse numeacuterique et eacutequations aux deacuteriveacutees partielles cours et problegravemes reacutesolus Ed Dunod Paris (2000)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 18
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Analytique
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance des fondements de la meacutecanique classique que ce soit agrave lrsquoeacutechelle du
point mateacuteriel (meacutecanique du point) ou agrave lrsquoeacutechelle du solide (meacutecanique du solide) par
lrsquoenseignement des formalismes de Lagrange et drsquoHamilton
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Rappels de meacutecanique classique Cineacutematique drsquoune particule Dynamique drsquoune particule Travail et eacutenergie Systegravemes agrave N particules et forces exteacuterieures Degreacutes de liberteacute Chapitre 2 Formalisme de Lagrange Coordonneacutees geacuteneacuteraliseacutees Variation fonctionnelle Le Lagrangien Coordonneacutees curvilignes Contraintes holonomes et non holonomes Applications Particule dans un champ gravitationnel particule lieacutee agrave un ressort problegraveme agrave deux corps le potentiel central Chapitre 3 Formalisme de Hamilton Transformation de Legendre LrsquoHamiltonien Variables canoniques et crochets de Poisson Moments geacuteneacuteraliseacutes Transformations canoniques La meacutethode de Hamilton-Jacobi Lrsquoespace des phases Variables angle-action et fonction geacuteneacuteratrice Systegravemes inteacutegrables Chapitre 4 Mouvement drsquoun solide indeacuteformable Degreacutes de liberteacute drsquoun solide Energie cineacutetique Axes principaux et tenseur drsquoinertie Moment cineacutetique drsquoun solide Approche vectorielle et eacutequations drsquoEuler Approche Lagrangienne et angles drsquoEuler Toupie symeacutetrique Chapitre 5 Meacutecanique Lagrangienne des milieux continus Le passage agrave la limite continue Theacuteorie classique des champs Equations drsquoEuler-Lagrange du champ Chapitre 6 Theacuteoregraveme de Liouville Equation de Hamilton-Jacobi
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A CHARLIER A BERARD M CHARLIER Meacutecanique Analytique - Du cours aux travaux dirigeacutes Ed Ellipses (1989)
- LANDAU et LIFCHITZ Meacutecanique Editions Mir (Moscou) et Ellipses (Paris) - BOUCIF Introduction agrave la meacutecanique analytique De Boeck Bruxelles (2012) - TAYLOR Meacutecanique classique Ellipses Paris (2007) - MARTIN-ROBINE Histoire du principe de moindre action Vuibert Paris (2006) - GOLDSTEIN et al Classical mechanics 3rd Ed Addison-Wesley (USA) (2001)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance theacuteorique la compreacutehension et la reacutesolution des mouvements vibratoires
et les diffeacuterents types drsquooscillations engendreacutees ainsi que les ondes meacutecaniques et les
mouvements ondulatoires engendreacutes
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
PARTIE I VIBRATIONS Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les vibrations Deacutefinition drsquoun mouvement vibratoire Exemples de systegravemes vibratoires Mouvements peacuteriodiques Chapitre 2 Systegravemes lineacuteaires agrave un degreacute de liberteacute 21 Les oscillations libres Lrsquooscillateur harmonique Pulsation propre drsquoun oscillateur harmonique Lrsquoeacutenergie drsquoun oscillateur harmonique 22 Les oscillations libres amorties Forces drsquoamortissement Equation des mouvements Oscillations pseudopeacuteriodiques (deacutecreacutement logarithmique facteur de qualiteacute) 23 Les oscillations libres forceacutees Deacutefinition Cas drsquoune excitation sinusoiumldale (reacutesonance deacutephasage) Cas drsquoune excitation peacuteriodique quelconque 24 Les oscillations amorties forceacutees Equation des mouvements Reacutegime transitoire reacutegime permanent Bande passante Facteur de qualiteacute 25 Analogie entre systegravemes oscillants meacutecaniques et eacutelectriques Chapitre 3 Systegravemes lineacuteaires agrave plusieurs degreacutes de liberteacute 31 Systegravemes agrave 2 degreacutes de liberteacute (Cas libres - pulsations propres) amortis et amortis forceacutes 32 Systegravemes agrave N degreacutes de liberteacute (comportement geacuteneacuteral) PARTIE II LES ONDES MECANIQUES Chapitre 4 Geacuteneacuteraliteacutes sur les ondes meacutecaniques 41 Classification des ondes 42 Inteacutegrale geacuteneacuterale de lrsquoeacutequation geacuteneacuterale drsquoondes progressives 43 Vitesse de phase vitesse de groupe 44 Notion de front drsquoonde Exemple des ondes planes ondes spheacuteriques 45 Reacuteflexion et transmission des ondes 46 Relation entre les diffeacuterentes grandeurs repreacutesentant lrsquoonde Chapitre 5 Ondes transversales sur une corde 51 Equation de propagation Impeacutedance caracteacuteristique Energie drsquoune onde progressive Reacuteflexion et transmission des ondes Ondes stationnaires Chapitre 6 Ondes longitudinales dans les fluides 61 Ondes planes dans un tuyau cylindrique Equation drsquoondes dans un gaz Equation drsquoondes dans un liquide Impeacutedance acoustique Impeacutedance caracteacuteristique Energie transporteacutee par une onde Coefficients de reacuteflexion et de transmission drsquoondes (conditions aux limites) 62 Effet Doppler Chapitre 7 Ondes eacutelastiques dans les solides
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoeacutetudiant acquiegravere les connaissances theacuteoriques et les lois fondamentales de lrsquooptique
geacuteomeacutetrique et physique ainsi que les techniques et les instruments utiliseacutes accompagneacutes
de plusieurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Optique geacuteomeacutetrique 11- Principes et lois de lrsquooptique geacuteomeacutetrique 12- Notions de reacutefringence 13- Lois de Snell-Descartes principe de Fermat et construction de Huygens 14- Miroirs spheacuteriques et miroirs plans formule de position et construction drsquoimages 15- Dioptre plan et dioptre spheacuterique formule de conjugaison grandissement notions de
stigmatisme et construction drsquoimages 16- Prisme formules deacuteviation et dispersion 17- Lentilles minces formules de position et construction drsquoimages 18- Instruments optiques œil loupe microscope hellip Chapitre 2 Optique ondulatoire 21- Geacuteneacuteraliteacutes 22- Principe de superposition de deux ondes monochromatiques de mecircme freacutequence 23- Conditions drsquointerfeacuterence Notion de coheacuterence 24- Interfeacuterences de deux ondes coheacuterentes 25- Interfeacuterences agrave ondes multiples Interfeacuteromegravetres de Michelson et de Peacuterot-Fabry 26- Interfeacuterences en lumiegravere polychromatique Chapitre3 Diffraction et ses Applications 31- Diffraction de Fresnel et diffraction de Fraunhoffer 32- Diffraction par une ouverture rectangulaire et diffraction par une ouverture circulaire Chapitre 4 Polarisation 41- Transversaliteacute des ondes 42- Structure dune onde polariseacutee rectilignement 43- Reacuteflexion et reacutefraction par les corps isotropes transparents Chapitre 5 Lasers et ses applications
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- D FIEL amp P COLIN Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Ellipses (1999) - J-P PEREZ Optique - Fondements et Applications avec 250 exercices et problegravemes reacutesolus
Ed Dunod (2004) - F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005) - T BECHERRAWY Optique Geacuteomeacutetrique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Debœck (2006) - E AMZALLAG La Physique en Fac - Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Dunod (2006) - R TAILLET Optique Physique - Interfeacuterences Diffraction Holographie - Cours et exercices
corrigeacutes Ed Debœck (2006) - HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 21
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur les Vibrations et Ondes
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Oscillations transversales des cordes vibrantes 2- Systegravemes eacutelectromeacutecaniques (le haut-parleur eacutelectrodynamique) 3- Oscillations amorties (circuit RLC en oscillations libres et forceacutees) 4- Oscillations coupleacutees eacutetude des battements 5- Oscillations coupleacutees eacutetude des freacutequences propres 6- Propagation dondes longitudinale dans un fluide 7- Cuve rheacuteographique 8- Tube de KUNDT 9- Pheacutenomegravenes drsquoinduction
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
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Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur lrsquooptique geacuteomeacutetrique amp
physique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Introduction les diffeacuterentes sources et deacutetecteurs de lumiegravere 2- Reacuteflexion (miroir plan miroir spheacuterique) et reacutefraction (airverre verreair) 3- Etude du prisme deacuteviation 4- Etude du prisme dispersion 5- Etude du reacuteseau dispersion 6- Spectroscope agrave prisme spectroscope agrave reacuteseau 7- Focomeacutetrie (deacutetermination de la focale dune lentille) 8- Microscope 9- Polarisation de la lumiegravere (rectiligne circulaire elliptique) 10- Reacuteflexion sur une lame dune OEM plane 11- Spectrophotomeacutetrie (transmission de diffeacuterents filtres optiques) 12- Interfeacuteromeacutetrie (deacutetermination de la longueur donde de lindice dune lame agrave face parallegravele de la vitesse) 13- Diffraction (fentes et reacuteseaux loi de Bragg monochromateur)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005)
- HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 23
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation
Objectifs de lrsquoenseignement
La maicirctrise de lrsquooutil numeacuterique par lrsquoenseignement des langages de programmation
eacutevolueacutes drsquoune part et drsquoautre part par lrsquoenseignement des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations algeacutebriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo informatique 1 amp 2 raquo et laquo matheacutematiques 1
amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Initiation (ou rappel) de langages de programmation informatique MATLAB etou MATHEMATICA etou FORTRAN etou C++ Chapitre 2 Inteacutegration numeacuterique 2 1 Meacutethode des Trapegravezes 2 2 Meacutethode de Simpson Chapitre 3 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations non-lineacuteaires 3 1 Meacutethode de Bissection 3 2 Meacutethode de Newton Chapitre 4 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations diffeacuterentielles ordinaires 4 1 Meacutethode dEuler 4 2 Meacutethode de Runge-Kutta Chapitre 5 Reacutesolution numeacuterique des systegravemes deacutequations lineacuteaires 5 1 Meacutethode de Gauss 5 2 Meacutethode de Gauss-Seidel
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
Pour MATLAB - M DJEBLI amp H DJELOUAH Initiation agrave MATLAB OPU (2013) - R DUKKIPATI MATLAB an introduction with applications New Age International
Publishers India (2010) - C WOODFORD and C Phillips Numerical methods with worked examples MATLAB edition
2nd Ed Springer Ltd (2013) Pour C et C++ - C DELANNOY lsquorsquoC++ pour les programmeurs Crsquorsquo 6egraveme Ed Eyrolles Paris (2004) - C CASTEYDE lsquorsquoCours de CC++rsquorsquo Copyright (2005) Pour FORTRAN - B HAHN lsquorsquoIntroduction to Fortran 90 for scientists and engineersrsquorsquo Capetown University South
Africa (1993) - Ph DrsquoAnfray lsquorsquoFortran 77rsquorsquo Universiteacute Paris XIII (1998) - P CORDE et A FOUILLOUX Langage Fortran Support de cours IDRIS (2010) Pour les meacutethodes numeacuteriques - F JEDRZEIJEWSKI Introduction aux meacutethodes numeacuteriques 2egraveme Ed Springer France
(2005) - J HOFFMAN Numerical methods for engineers and scientists 2nd Ed Marcel Dekker USA
(2001) - A QUARTERONI Meacutethodes numeacuteriques algorithmes analyse et appl Springer Italie (2004)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 24
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Probabiliteacutes amp Statistiques
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de deacutecouvrirrsquo le domaine de
lrsquoaleacuteatoire et des probabiliteacutes ainsi que lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees
expeacuterimentales ou numeacuteriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo matheacutematiques 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Eleacutements de base en theacuteorie des probabiliteacutes (2 semaines) I Historique et motivations (utiliteacute des probabiliteacutes en physique) II Axiomatique de base 1 Espace probabiliseacute Univers tribu probabiliteacutes probabiliteacutes conditionnelles 2 Variables aleacuteatoires Deacutefinitions Lois usuelles Entropie Fonctions de variables aleacuteatoires Systegravemes de variables aleacuteatoires Espeacuterance conditionnelle Chapitre 2 Convergences et theacuteoregravemes limites (2 semaines) 1 Un exemple Variations autour du tirage agrave pile ou face 2 Convergences Loi des grands nombres (forte et faible) Theacuteoregraveme central limite 3 Ineacutegaliteacutes fondamentales Tchebychev Jensen Houmllder 4 Grandes deacuteviations Liens avec la limite thermodynamique en physique statistique Chapitre 3 Analyse des seacuteries statistiques (3 semaines) 1 Seacuteries simples Seacuteries doubles 2 Analyse de reacutegression et correacutelation Reacutegressions lineacuteaire simple et multiple Reacutegression non-lineacuteaire (exponentielle logarithmique polynomiale) Chapitre 4 Statistique infeacuterentielle (4 semaines) 1- Estimation parameacutetrique 2- Tests statistiques (tests de correacutelation tests dindeacutependance tests dajustement test de student ANOVA) Chapitre 5 Analyse des donneacutees (3 semaines) 1-Analyse en composantes principales (ACP) 2- Analyse factorielle discriminante (AFD) 3-Analyse de classification (hieacuterarchique automatique)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- FEMENIAS Probabiliteacutes et statistiques pour les sciences physiques Cours et exercices corrigeacutes Dunod Paris (2003)
- SAPORTA Probabiliteacutes Analyse des Donneacutees et Statistique 3egraveme Ed Technip Paris (2011)
- ESCOUBES Probabiliteacutes et statistiques agrave lusage des physiciens Ed Ellipses Paris (1998)
- W APPEL Probabiliteacutes pour les non probabilistes HampK Edition Paris (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 25
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Cristallographie physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs agrave atteindre par lrsquoenseignement de cette matiegravere sont
- Lrsquointroduction des concepts et des proprieacuteteacutes du cristal et du reacuteseau cristallin et
les diffeacuterents modes de reacuteseaux
- La connaissance des lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les
cristaux
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les bases fondamentales de la chimie et la physique de la
premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition de lrsquoeacutetat cristallin Reacuteseaux deacutefinitions Rangeacutee et plan reacuteticulaire Mailles repreacutesentatives Motif Indices de Miller Reacuteseau reacuteciproque Deacutefinition Quelques proprieacuteteacutes et relations avec grandeur du reacuteseau direct Distance inter reacuteticulaire II ndash Symeacutetrie des figures finies Opeacuterations de symeacutetrie Inversion Rotation Reacuteflexion Inversion rotatoire Reacuteflexion rotatoire Notions de points eacutequivalents III ndash Symeacutetrie des reacuteseaux ndash reacuteseaux de Bravais Systegravemes cristallins Les diffeacuterents modes de reacuteseaux Les quatorze reacuteseaux de Bravais Incompatibiliteacute de certains ordres drsquoaxes de rotation avec les reacuteseaux Quelques relations geacuteomeacutetriques dans les reacuteseaux IV ndash Meacutethodes expeacuterimentales de la diffraction Conditions de diffraction Loi de Bragg Equation de Von Laue Construction drsquoEwald Diffeacuterentes meacutethode de diffraction Meacutethode de Laue Meacutethode de Debye-Scherrer Meacutethode du cristal tournant Meacutethode de Weissenberg Diffractomegravetres automatiques V ndash Liaisons chimiques Geacuteneacuteraliteacutes sur les liaisons chimiques Structures stables et eacutenergie interne Les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Forces drsquoattraction i) Liaisons fortes ndash liaisons de valence Liaison ionique Liaison de covalence Liaison meacutetallique Interaction ion-dipocircle Ii) Liaisons faibles- Liaison de Van der Waals Liaison par transfert de charge Liaison hydrogegravene Forces de reacutepulsion
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 26
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Histoire de la Physique
Objectifs de lrsquoenseignement Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert le monde
fabuleux de la physique et son histoire agrave travers le temps et la contribution de ses savants
Connaissances preacutealables recommandeacutees Connaicirctre les sciences physiques de la
premiegravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
1- La physique ancienne 11 Origine de la physique 12 La physique avant Aristote Thales Pythagore Empeacutedocle 13 Les atomistes Leucippe Deacutemocritehellip 14 La physique agrave lrsquoeacutepoque drsquoAristote Theacuteophraste Straton Eacutepicure Zeacutenon 15 Ecole drsquoAlexandrie amp la Physique Euclide Archimegravede Eratosthegravene Ptoleacutemeacutee 2- La contribution de la civilisation islamique agrave lrsquoeacutevolution de la physique 21 Contribution aux progregraves de lrsquoastronomie (al-Khawarizmi Habash al Hasib al-Battani les fregraveres Banou Moussa al-Sufi ibn Yunus et al-Biruni al-Zarqali) 22 Contribution aux progregraves de lrsquooptique al-Kindi ibn Sahl al Hazen 23 Contribution aux progregraves de la meacutecanique (al Fārābi al-Khāzinī al-Jāzāri al-Baghdādī al-Rāzī al-Ṭ ūsī)
24 Contribution aux progregraves sur la constitution de la matiegravere 25 Contribution aux progregraves du magneacutetisme 3- La meacutecanique newtonienne et la theacuteorie eacutelectromagneacutetique 31 Copernic Kepler Galileacutee Newton 32 Le XVIIIe siegravecle le triomphe de la meacutecanique Christiaan Huygens les fregraveres Jacques et Jean Bernoulli Leonhard Euler Jean Le Rond drsquoAlembert Louis de Lagrange 33 Le XIXe siegravecle lrsquoeacutelectromagneacutetisme Franccedilois Arago Hans Christian Oersted Michael Faraday James Clerk Maxwell 34 Lrsquooptique drsquoune vision corpusculaire agrave une vision ondulatoire 35 La crise autour de 1900 4- La meacutecanique quantique 41 La constante de Planck 42 Schroumldinger et son eacutequation 43 Heisenberg et la relation drsquoincertitude 44 Pauli et le principe drsquoexclusion 45 Lrsquoatome de Bohr 46 Dirac et ses contributions agrave la physique quantique 5- La theacuteorie de la relativiteacute 51 La theacuteorie de la relativiteacute restreinte Lrsquoeacutequivalence masse-eacutenergie 52 Application eacutenergie nucleacuteaire (fission fusion) 53 La theacuteorie de la relativiteacute geacuteneacuterale La courbure de lrsquoespace-temps 54 Application Expansion de lrsquounivers modegravele standard de la cosmologie
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J ROSMORDUC Une histoire de la physique et de la chimie Le Seuil coll laquo Points Sciences raquo (1985)
- A DJEBBAR et J ROSMORDUC Une histoire de la science arabe Introduction agrave la connaissance du patrimoine scientifique des pays dislam Le Seuil (2001)
- R TATON Histoire geacuteneacuterale des sciences PUF Quadrige (1983) - M BIEZUNSKI Histoire de la physique moderne la Deacutecouverte (1993) - R LOCQUENEUX Histoire de la physique PUF Que sais-je ndeg421 (1987) - M PATY La physique du XXe siegravecle Vuibert (1996)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 27
Semestre 3 UE Deacutecouverte
Matiegravere Chimie Mineacuterale Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant physicien drsquoacqueacuterir les
connaissances et les lois fondamentales de la chimie mineacuterale
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Connaicirctre les sciences physiques de la premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere - Proprieacuteteacutes peacuteriodiques blocs peacuteriodes groupes ndash Peacuteriodiciteacute des proprieacuteteacutes
physiques et chimiques caractegraveres des meacutetaux des non-meacutetaux et des meacutetalloiumldes Compleacutements sur lrsquoeacutetat solide
- Les meacutetaux alcalins et alcalino-terreux les meacutetaux des groupes IIIa et IVa les halogegravenes lrsquooxygegravene et le soufre lrsquoazote et le phosphore
- Les meacutetaux de transition proprieacuteteacutes les composeacutes de coordination nomenclature isomeacuterie theacuteories des orbitales hybrides theacuteorie du champ cristallin theacuteorie des orbitales moleacuteculaires proprieacuteteacutes magneacutetiques et couleurs Les eacuteleacutements des groupes IB IIB IIIB VIIIB les terres rares
- Equilibres en solution Equilibres homogegravene et heacuteteacuterogegravene La constante drsquoeacutequilibre Les facteurs drsquoeacutequilibre Principe de Le CHATELIER Notions geacuteneacuterales sur les solutions
- La solubiliteacute Paramegravetres influenccedilant la solubiliteacute Aspect thermochimique de la solubiliteacute La dissociation ionique et la solvatation
- Les solutions ioniques Acides et Bases La dissociation ionique (Lrsquoeacutequilibre de dissociation (Lrsquoauto - ionisation de lrsquoeau) Produit ionique de lrsquoeau Geacuteneacuteraliteacute sur les acides et les bases (Deacutefinitions Conseacutequences de la deacutefinition de BRONSTED Forces des acides et des bases) Le pH des acides et des bases La notion de pH Calcul du pH drsquoun acide ou drsquoune base Mesure du pH Neutralisation drsquoun acide par une base Force des acides et des bases Proprieacuteteacute AcidoBasiques - Notion de pH
- Les sels en solution Etude des sels peu solubles (Deacutefinitions Solubiliteacute de sels Produits de solubiliteacute Deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre de solubiliteacute)
- Oxydoreacuteduction Notion de degreacute drsquooxydations ndashReacuteactions Mode drsquoeacutevaluation Examen 100 Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 28
Semestre 3
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3
Objectifs de lrsquoenseignement
- Acquisition drsquoune culture de langue scientifique et des bases de langage courant - Acquisition drsquoune capaciteacute aux techniques de lrsquoexposeacute oral Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues eacutetrangegraveres 1 et 2 enseigneacutees en L1
SM
Contenu de la matiegravere
Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue eacutetrangegravere Entraicircnement agrave la compreacutehension de documents eacutecrits relatifs au domaine de la physique On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique Tous les supports seront utiliseacutes - Traduction de notices et publications Reacutedaction de reacutesumeacutes Bibliographie et exposeacutes de projet
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 29
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 34
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 36
Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 37
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 38
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 40
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 41
Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
------------------
Aoucirct 2014
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 42
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 15
Semestre 4
UE Transversale
Reacutepartition du volume horaire de lrsquoUE et de ses matiegraveres
Cours 15h00 TD - TP - Travail personnel 10h00
Creacutedits et coefficients affecteacutes agrave lrsquoUE et agrave ses matiegraveres
UE Coefficient = 1 Creacutedit = 1
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4 Creacutedit 1 Coefficient 1
Mode deacutevaluation (continu ou examen)
Examen 100
Description des matiegraveres
Langues eacutetrangegraveres 4 Anglais 4 ou
Franccedilais 4 Cette uniteacute est une continuiteacute de lrsquouniteacute Langues eacutetrangegraveres 3 Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique - Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur
internet
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 16
III - Programme deacutetailleacute par matiegravere (1 fiche deacutetailleacutee par matiegravere)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 17
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles
Objectifs de lrsquoenseignement
Drsquoune importance capitale pour un physicien lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave
lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les meacutethodes de calcul drsquointeacutegrales en diffeacuterentes dimensions ainsi
que les meacutethodes menant agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles neacutecessaires pour la
reacutesolution des problegravemes de physique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Inteacutegrales simples et multiples (2 semaines) Rappels sur lrsquointeacutegrale de Riemann et sur le calcul de primitives Inteacutegrales doubles et triples Application au calcul drsquoaires de volumeshellip Chapitre 2 Inteacutegrale impropres (2 semaines) Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle non borneacute Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle borneacute infinies agrave lrsquoune des extreacutemiteacutes Chapitre 3 Equations diffeacuterentielles (2 semaines) Equations diffeacuterentielles ordinaires du 1er et du 2egraveme ordre Eleacutements drsquoeacutequations aux deacuteriveacutees partielles Chapitre 4 Seacuteries (3 semaines) Seacuteries numeacuteriques Suites et seacuteries de fonctions Seacuteries entiegraveres seacuteries de Fourrier Chapitre 5 Transformation de Laplace (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles Chapitre 6 Transformation de Fourier (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP Sciences Paris (2007)
- Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris (2008)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences Concepts meacutethodes et techniques pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
- J M RAKOSOTON J E RAKOSOTON Analyse fonctionnelle appliqueacutee aux eacutequations aux deacuteriveacutees partielles Ed PUF (1999)
- S NICAISE Analyse numeacuterique et eacutequations aux deacuteriveacutees partielles cours et problegravemes reacutesolus Ed Dunod Paris (2000)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 18
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Analytique
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance des fondements de la meacutecanique classique que ce soit agrave lrsquoeacutechelle du
point mateacuteriel (meacutecanique du point) ou agrave lrsquoeacutechelle du solide (meacutecanique du solide) par
lrsquoenseignement des formalismes de Lagrange et drsquoHamilton
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Rappels de meacutecanique classique Cineacutematique drsquoune particule Dynamique drsquoune particule Travail et eacutenergie Systegravemes agrave N particules et forces exteacuterieures Degreacutes de liberteacute Chapitre 2 Formalisme de Lagrange Coordonneacutees geacuteneacuteraliseacutees Variation fonctionnelle Le Lagrangien Coordonneacutees curvilignes Contraintes holonomes et non holonomes Applications Particule dans un champ gravitationnel particule lieacutee agrave un ressort problegraveme agrave deux corps le potentiel central Chapitre 3 Formalisme de Hamilton Transformation de Legendre LrsquoHamiltonien Variables canoniques et crochets de Poisson Moments geacuteneacuteraliseacutes Transformations canoniques La meacutethode de Hamilton-Jacobi Lrsquoespace des phases Variables angle-action et fonction geacuteneacuteratrice Systegravemes inteacutegrables Chapitre 4 Mouvement drsquoun solide indeacuteformable Degreacutes de liberteacute drsquoun solide Energie cineacutetique Axes principaux et tenseur drsquoinertie Moment cineacutetique drsquoun solide Approche vectorielle et eacutequations drsquoEuler Approche Lagrangienne et angles drsquoEuler Toupie symeacutetrique Chapitre 5 Meacutecanique Lagrangienne des milieux continus Le passage agrave la limite continue Theacuteorie classique des champs Equations drsquoEuler-Lagrange du champ Chapitre 6 Theacuteoregraveme de Liouville Equation de Hamilton-Jacobi
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A CHARLIER A BERARD M CHARLIER Meacutecanique Analytique - Du cours aux travaux dirigeacutes Ed Ellipses (1989)
- LANDAU et LIFCHITZ Meacutecanique Editions Mir (Moscou) et Ellipses (Paris) - BOUCIF Introduction agrave la meacutecanique analytique De Boeck Bruxelles (2012) - TAYLOR Meacutecanique classique Ellipses Paris (2007) - MARTIN-ROBINE Histoire du principe de moindre action Vuibert Paris (2006) - GOLDSTEIN et al Classical mechanics 3rd Ed Addison-Wesley (USA) (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 19
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance theacuteorique la compreacutehension et la reacutesolution des mouvements vibratoires
et les diffeacuterents types drsquooscillations engendreacutees ainsi que les ondes meacutecaniques et les
mouvements ondulatoires engendreacutes
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
PARTIE I VIBRATIONS Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les vibrations Deacutefinition drsquoun mouvement vibratoire Exemples de systegravemes vibratoires Mouvements peacuteriodiques Chapitre 2 Systegravemes lineacuteaires agrave un degreacute de liberteacute 21 Les oscillations libres Lrsquooscillateur harmonique Pulsation propre drsquoun oscillateur harmonique Lrsquoeacutenergie drsquoun oscillateur harmonique 22 Les oscillations libres amorties Forces drsquoamortissement Equation des mouvements Oscillations pseudopeacuteriodiques (deacutecreacutement logarithmique facteur de qualiteacute) 23 Les oscillations libres forceacutees Deacutefinition Cas drsquoune excitation sinusoiumldale (reacutesonance deacutephasage) Cas drsquoune excitation peacuteriodique quelconque 24 Les oscillations amorties forceacutees Equation des mouvements Reacutegime transitoire reacutegime permanent Bande passante Facteur de qualiteacute 25 Analogie entre systegravemes oscillants meacutecaniques et eacutelectriques Chapitre 3 Systegravemes lineacuteaires agrave plusieurs degreacutes de liberteacute 31 Systegravemes agrave 2 degreacutes de liberteacute (Cas libres - pulsations propres) amortis et amortis forceacutes 32 Systegravemes agrave N degreacutes de liberteacute (comportement geacuteneacuteral) PARTIE II LES ONDES MECANIQUES Chapitre 4 Geacuteneacuteraliteacutes sur les ondes meacutecaniques 41 Classification des ondes 42 Inteacutegrale geacuteneacuterale de lrsquoeacutequation geacuteneacuterale drsquoondes progressives 43 Vitesse de phase vitesse de groupe 44 Notion de front drsquoonde Exemple des ondes planes ondes spheacuteriques 45 Reacuteflexion et transmission des ondes 46 Relation entre les diffeacuterentes grandeurs repreacutesentant lrsquoonde Chapitre 5 Ondes transversales sur une corde 51 Equation de propagation Impeacutedance caracteacuteristique Energie drsquoune onde progressive Reacuteflexion et transmission des ondes Ondes stationnaires Chapitre 6 Ondes longitudinales dans les fluides 61 Ondes planes dans un tuyau cylindrique Equation drsquoondes dans un gaz Equation drsquoondes dans un liquide Impeacutedance acoustique Impeacutedance caracteacuteristique Energie transporteacutee par une onde Coefficients de reacuteflexion et de transmission drsquoondes (conditions aux limites) 62 Effet Doppler Chapitre 7 Ondes eacutelastiques dans les solides
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 20
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoeacutetudiant acquiegravere les connaissances theacuteoriques et les lois fondamentales de lrsquooptique
geacuteomeacutetrique et physique ainsi que les techniques et les instruments utiliseacutes accompagneacutes
de plusieurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Optique geacuteomeacutetrique 11- Principes et lois de lrsquooptique geacuteomeacutetrique 12- Notions de reacutefringence 13- Lois de Snell-Descartes principe de Fermat et construction de Huygens 14- Miroirs spheacuteriques et miroirs plans formule de position et construction drsquoimages 15- Dioptre plan et dioptre spheacuterique formule de conjugaison grandissement notions de
stigmatisme et construction drsquoimages 16- Prisme formules deacuteviation et dispersion 17- Lentilles minces formules de position et construction drsquoimages 18- Instruments optiques œil loupe microscope hellip Chapitre 2 Optique ondulatoire 21- Geacuteneacuteraliteacutes 22- Principe de superposition de deux ondes monochromatiques de mecircme freacutequence 23- Conditions drsquointerfeacuterence Notion de coheacuterence 24- Interfeacuterences de deux ondes coheacuterentes 25- Interfeacuterences agrave ondes multiples Interfeacuteromegravetres de Michelson et de Peacuterot-Fabry 26- Interfeacuterences en lumiegravere polychromatique Chapitre3 Diffraction et ses Applications 31- Diffraction de Fresnel et diffraction de Fraunhoffer 32- Diffraction par une ouverture rectangulaire et diffraction par une ouverture circulaire Chapitre 4 Polarisation 41- Transversaliteacute des ondes 42- Structure dune onde polariseacutee rectilignement 43- Reacuteflexion et reacutefraction par les corps isotropes transparents Chapitre 5 Lasers et ses applications
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- D FIEL amp P COLIN Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Ellipses (1999) - J-P PEREZ Optique - Fondements et Applications avec 250 exercices et problegravemes reacutesolus
Ed Dunod (2004) - F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005) - T BECHERRAWY Optique Geacuteomeacutetrique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Debœck (2006) - E AMZALLAG La Physique en Fac - Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Dunod (2006) - R TAILLET Optique Physique - Interfeacuterences Diffraction Holographie - Cours et exercices
corrigeacutes Ed Debœck (2006) - HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 21
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur les Vibrations et Ondes
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Oscillations transversales des cordes vibrantes 2- Systegravemes eacutelectromeacutecaniques (le haut-parleur eacutelectrodynamique) 3- Oscillations amorties (circuit RLC en oscillations libres et forceacutees) 4- Oscillations coupleacutees eacutetude des battements 5- Oscillations coupleacutees eacutetude des freacutequences propres 6- Propagation dondes longitudinale dans un fluide 7- Cuve rheacuteographique 8- Tube de KUNDT 9- Pheacutenomegravenes drsquoinduction
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 22
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur lrsquooptique geacuteomeacutetrique amp
physique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Introduction les diffeacuterentes sources et deacutetecteurs de lumiegravere 2- Reacuteflexion (miroir plan miroir spheacuterique) et reacutefraction (airverre verreair) 3- Etude du prisme deacuteviation 4- Etude du prisme dispersion 5- Etude du reacuteseau dispersion 6- Spectroscope agrave prisme spectroscope agrave reacuteseau 7- Focomeacutetrie (deacutetermination de la focale dune lentille) 8- Microscope 9- Polarisation de la lumiegravere (rectiligne circulaire elliptique) 10- Reacuteflexion sur une lame dune OEM plane 11- Spectrophotomeacutetrie (transmission de diffeacuterents filtres optiques) 12- Interfeacuteromeacutetrie (deacutetermination de la longueur donde de lindice dune lame agrave face parallegravele de la vitesse) 13- Diffraction (fentes et reacuteseaux loi de Bragg monochromateur)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005)
- HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 23
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation
Objectifs de lrsquoenseignement
La maicirctrise de lrsquooutil numeacuterique par lrsquoenseignement des langages de programmation
eacutevolueacutes drsquoune part et drsquoautre part par lrsquoenseignement des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations algeacutebriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo informatique 1 amp 2 raquo et laquo matheacutematiques 1
amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Initiation (ou rappel) de langages de programmation informatique MATLAB etou MATHEMATICA etou FORTRAN etou C++ Chapitre 2 Inteacutegration numeacuterique 2 1 Meacutethode des Trapegravezes 2 2 Meacutethode de Simpson Chapitre 3 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations non-lineacuteaires 3 1 Meacutethode de Bissection 3 2 Meacutethode de Newton Chapitre 4 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations diffeacuterentielles ordinaires 4 1 Meacutethode dEuler 4 2 Meacutethode de Runge-Kutta Chapitre 5 Reacutesolution numeacuterique des systegravemes deacutequations lineacuteaires 5 1 Meacutethode de Gauss 5 2 Meacutethode de Gauss-Seidel
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
Pour MATLAB - M DJEBLI amp H DJELOUAH Initiation agrave MATLAB OPU (2013) - R DUKKIPATI MATLAB an introduction with applications New Age International
Publishers India (2010) - C WOODFORD and C Phillips Numerical methods with worked examples MATLAB edition
2nd Ed Springer Ltd (2013) Pour C et C++ - C DELANNOY lsquorsquoC++ pour les programmeurs Crsquorsquo 6egraveme Ed Eyrolles Paris (2004) - C CASTEYDE lsquorsquoCours de CC++rsquorsquo Copyright (2005) Pour FORTRAN - B HAHN lsquorsquoIntroduction to Fortran 90 for scientists and engineersrsquorsquo Capetown University South
Africa (1993) - Ph DrsquoAnfray lsquorsquoFortran 77rsquorsquo Universiteacute Paris XIII (1998) - P CORDE et A FOUILLOUX Langage Fortran Support de cours IDRIS (2010) Pour les meacutethodes numeacuteriques - F JEDRZEIJEWSKI Introduction aux meacutethodes numeacuteriques 2egraveme Ed Springer France
(2005) - J HOFFMAN Numerical methods for engineers and scientists 2nd Ed Marcel Dekker USA
(2001) - A QUARTERONI Meacutethodes numeacuteriques algorithmes analyse et appl Springer Italie (2004)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 24
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Probabiliteacutes amp Statistiques
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de deacutecouvrirrsquo le domaine de
lrsquoaleacuteatoire et des probabiliteacutes ainsi que lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees
expeacuterimentales ou numeacuteriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo matheacutematiques 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Eleacutements de base en theacuteorie des probabiliteacutes (2 semaines) I Historique et motivations (utiliteacute des probabiliteacutes en physique) II Axiomatique de base 1 Espace probabiliseacute Univers tribu probabiliteacutes probabiliteacutes conditionnelles 2 Variables aleacuteatoires Deacutefinitions Lois usuelles Entropie Fonctions de variables aleacuteatoires Systegravemes de variables aleacuteatoires Espeacuterance conditionnelle Chapitre 2 Convergences et theacuteoregravemes limites (2 semaines) 1 Un exemple Variations autour du tirage agrave pile ou face 2 Convergences Loi des grands nombres (forte et faible) Theacuteoregraveme central limite 3 Ineacutegaliteacutes fondamentales Tchebychev Jensen Houmllder 4 Grandes deacuteviations Liens avec la limite thermodynamique en physique statistique Chapitre 3 Analyse des seacuteries statistiques (3 semaines) 1 Seacuteries simples Seacuteries doubles 2 Analyse de reacutegression et correacutelation Reacutegressions lineacuteaire simple et multiple Reacutegression non-lineacuteaire (exponentielle logarithmique polynomiale) Chapitre 4 Statistique infeacuterentielle (4 semaines) 1- Estimation parameacutetrique 2- Tests statistiques (tests de correacutelation tests dindeacutependance tests dajustement test de student ANOVA) Chapitre 5 Analyse des donneacutees (3 semaines) 1-Analyse en composantes principales (ACP) 2- Analyse factorielle discriminante (AFD) 3-Analyse de classification (hieacuterarchique automatique)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- FEMENIAS Probabiliteacutes et statistiques pour les sciences physiques Cours et exercices corrigeacutes Dunod Paris (2003)
- SAPORTA Probabiliteacutes Analyse des Donneacutees et Statistique 3egraveme Ed Technip Paris (2011)
- ESCOUBES Probabiliteacutes et statistiques agrave lusage des physiciens Ed Ellipses Paris (1998)
- W APPEL Probabiliteacutes pour les non probabilistes HampK Edition Paris (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 25
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Cristallographie physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs agrave atteindre par lrsquoenseignement de cette matiegravere sont
- Lrsquointroduction des concepts et des proprieacuteteacutes du cristal et du reacuteseau cristallin et
les diffeacuterents modes de reacuteseaux
- La connaissance des lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les
cristaux
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les bases fondamentales de la chimie et la physique de la
premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition de lrsquoeacutetat cristallin Reacuteseaux deacutefinitions Rangeacutee et plan reacuteticulaire Mailles repreacutesentatives Motif Indices de Miller Reacuteseau reacuteciproque Deacutefinition Quelques proprieacuteteacutes et relations avec grandeur du reacuteseau direct Distance inter reacuteticulaire II ndash Symeacutetrie des figures finies Opeacuterations de symeacutetrie Inversion Rotation Reacuteflexion Inversion rotatoire Reacuteflexion rotatoire Notions de points eacutequivalents III ndash Symeacutetrie des reacuteseaux ndash reacuteseaux de Bravais Systegravemes cristallins Les diffeacuterents modes de reacuteseaux Les quatorze reacuteseaux de Bravais Incompatibiliteacute de certains ordres drsquoaxes de rotation avec les reacuteseaux Quelques relations geacuteomeacutetriques dans les reacuteseaux IV ndash Meacutethodes expeacuterimentales de la diffraction Conditions de diffraction Loi de Bragg Equation de Von Laue Construction drsquoEwald Diffeacuterentes meacutethode de diffraction Meacutethode de Laue Meacutethode de Debye-Scherrer Meacutethode du cristal tournant Meacutethode de Weissenberg Diffractomegravetres automatiques V ndash Liaisons chimiques Geacuteneacuteraliteacutes sur les liaisons chimiques Structures stables et eacutenergie interne Les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Forces drsquoattraction i) Liaisons fortes ndash liaisons de valence Liaison ionique Liaison de covalence Liaison meacutetallique Interaction ion-dipocircle Ii) Liaisons faibles- Liaison de Van der Waals Liaison par transfert de charge Liaison hydrogegravene Forces de reacutepulsion
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 26
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Histoire de la Physique
Objectifs de lrsquoenseignement Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert le monde
fabuleux de la physique et son histoire agrave travers le temps et la contribution de ses savants
Connaissances preacutealables recommandeacutees Connaicirctre les sciences physiques de la
premiegravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
1- La physique ancienne 11 Origine de la physique 12 La physique avant Aristote Thales Pythagore Empeacutedocle 13 Les atomistes Leucippe Deacutemocritehellip 14 La physique agrave lrsquoeacutepoque drsquoAristote Theacuteophraste Straton Eacutepicure Zeacutenon 15 Ecole drsquoAlexandrie amp la Physique Euclide Archimegravede Eratosthegravene Ptoleacutemeacutee 2- La contribution de la civilisation islamique agrave lrsquoeacutevolution de la physique 21 Contribution aux progregraves de lrsquoastronomie (al-Khawarizmi Habash al Hasib al-Battani les fregraveres Banou Moussa al-Sufi ibn Yunus et al-Biruni al-Zarqali) 22 Contribution aux progregraves de lrsquooptique al-Kindi ibn Sahl al Hazen 23 Contribution aux progregraves de la meacutecanique (al Fārābi al-Khāzinī al-Jāzāri al-Baghdādī al-Rāzī al-Ṭ ūsī)
24 Contribution aux progregraves sur la constitution de la matiegravere 25 Contribution aux progregraves du magneacutetisme 3- La meacutecanique newtonienne et la theacuteorie eacutelectromagneacutetique 31 Copernic Kepler Galileacutee Newton 32 Le XVIIIe siegravecle le triomphe de la meacutecanique Christiaan Huygens les fregraveres Jacques et Jean Bernoulli Leonhard Euler Jean Le Rond drsquoAlembert Louis de Lagrange 33 Le XIXe siegravecle lrsquoeacutelectromagneacutetisme Franccedilois Arago Hans Christian Oersted Michael Faraday James Clerk Maxwell 34 Lrsquooptique drsquoune vision corpusculaire agrave une vision ondulatoire 35 La crise autour de 1900 4- La meacutecanique quantique 41 La constante de Planck 42 Schroumldinger et son eacutequation 43 Heisenberg et la relation drsquoincertitude 44 Pauli et le principe drsquoexclusion 45 Lrsquoatome de Bohr 46 Dirac et ses contributions agrave la physique quantique 5- La theacuteorie de la relativiteacute 51 La theacuteorie de la relativiteacute restreinte Lrsquoeacutequivalence masse-eacutenergie 52 Application eacutenergie nucleacuteaire (fission fusion) 53 La theacuteorie de la relativiteacute geacuteneacuterale La courbure de lrsquoespace-temps 54 Application Expansion de lrsquounivers modegravele standard de la cosmologie
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J ROSMORDUC Une histoire de la physique et de la chimie Le Seuil coll laquo Points Sciences raquo (1985)
- A DJEBBAR et J ROSMORDUC Une histoire de la science arabe Introduction agrave la connaissance du patrimoine scientifique des pays dislam Le Seuil (2001)
- R TATON Histoire geacuteneacuterale des sciences PUF Quadrige (1983) - M BIEZUNSKI Histoire de la physique moderne la Deacutecouverte (1993) - R LOCQUENEUX Histoire de la physique PUF Que sais-je ndeg421 (1987) - M PATY La physique du XXe siegravecle Vuibert (1996)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 27
Semestre 3 UE Deacutecouverte
Matiegravere Chimie Mineacuterale Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant physicien drsquoacqueacuterir les
connaissances et les lois fondamentales de la chimie mineacuterale
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Connaicirctre les sciences physiques de la premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere - Proprieacuteteacutes peacuteriodiques blocs peacuteriodes groupes ndash Peacuteriodiciteacute des proprieacuteteacutes
physiques et chimiques caractegraveres des meacutetaux des non-meacutetaux et des meacutetalloiumldes Compleacutements sur lrsquoeacutetat solide
- Les meacutetaux alcalins et alcalino-terreux les meacutetaux des groupes IIIa et IVa les halogegravenes lrsquooxygegravene et le soufre lrsquoazote et le phosphore
- Les meacutetaux de transition proprieacuteteacutes les composeacutes de coordination nomenclature isomeacuterie theacuteories des orbitales hybrides theacuteorie du champ cristallin theacuteorie des orbitales moleacuteculaires proprieacuteteacutes magneacutetiques et couleurs Les eacuteleacutements des groupes IB IIB IIIB VIIIB les terres rares
- Equilibres en solution Equilibres homogegravene et heacuteteacuterogegravene La constante drsquoeacutequilibre Les facteurs drsquoeacutequilibre Principe de Le CHATELIER Notions geacuteneacuterales sur les solutions
- La solubiliteacute Paramegravetres influenccedilant la solubiliteacute Aspect thermochimique de la solubiliteacute La dissociation ionique et la solvatation
- Les solutions ioniques Acides et Bases La dissociation ionique (Lrsquoeacutequilibre de dissociation (Lrsquoauto - ionisation de lrsquoeau) Produit ionique de lrsquoeau Geacuteneacuteraliteacute sur les acides et les bases (Deacutefinitions Conseacutequences de la deacutefinition de BRONSTED Forces des acides et des bases) Le pH des acides et des bases La notion de pH Calcul du pH drsquoun acide ou drsquoune base Mesure du pH Neutralisation drsquoun acide par une base Force des acides et des bases Proprieacuteteacute AcidoBasiques - Notion de pH
- Les sels en solution Etude des sels peu solubles (Deacutefinitions Solubiliteacute de sels Produits de solubiliteacute Deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre de solubiliteacute)
- Oxydoreacuteduction Notion de degreacute drsquooxydations ndashReacuteactions Mode drsquoeacutevaluation Examen 100 Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 28
Semestre 3
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3
Objectifs de lrsquoenseignement
- Acquisition drsquoune culture de langue scientifique et des bases de langage courant - Acquisition drsquoune capaciteacute aux techniques de lrsquoexposeacute oral Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues eacutetrangegraveres 1 et 2 enseigneacutees en L1
SM
Contenu de la matiegravere
Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue eacutetrangegravere Entraicircnement agrave la compreacutehension de documents eacutecrits relatifs au domaine de la physique On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique Tous les supports seront utiliseacutes - Traduction de notices et publications Reacutedaction de reacutesumeacutes Bibliographie et exposeacutes de projet
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 29
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 30
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 34
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 36
Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 37
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 38
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 39
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 40
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 41
Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
------------------
Aoucirct 2014
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 42
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 16
III - Programme deacutetailleacute par matiegravere (1 fiche deacutetailleacutee par matiegravere)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles
Objectifs de lrsquoenseignement
Drsquoune importance capitale pour un physicien lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave
lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les meacutethodes de calcul drsquointeacutegrales en diffeacuterentes dimensions ainsi
que les meacutethodes menant agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles neacutecessaires pour la
reacutesolution des problegravemes de physique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Inteacutegrales simples et multiples (2 semaines) Rappels sur lrsquointeacutegrale de Riemann et sur le calcul de primitives Inteacutegrales doubles et triples Application au calcul drsquoaires de volumeshellip Chapitre 2 Inteacutegrale impropres (2 semaines) Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle non borneacute Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle borneacute infinies agrave lrsquoune des extreacutemiteacutes Chapitre 3 Equations diffeacuterentielles (2 semaines) Equations diffeacuterentielles ordinaires du 1er et du 2egraveme ordre Eleacutements drsquoeacutequations aux deacuteriveacutees partielles Chapitre 4 Seacuteries (3 semaines) Seacuteries numeacuteriques Suites et seacuteries de fonctions Seacuteries entiegraveres seacuteries de Fourrier Chapitre 5 Transformation de Laplace (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles Chapitre 6 Transformation de Fourier (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP Sciences Paris (2007)
- Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris (2008)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences Concepts meacutethodes et techniques pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
- J M RAKOSOTON J E RAKOSOTON Analyse fonctionnelle appliqueacutee aux eacutequations aux deacuteriveacutees partielles Ed PUF (1999)
- S NICAISE Analyse numeacuterique et eacutequations aux deacuteriveacutees partielles cours et problegravemes reacutesolus Ed Dunod Paris (2000)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 18
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Analytique
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance des fondements de la meacutecanique classique que ce soit agrave lrsquoeacutechelle du
point mateacuteriel (meacutecanique du point) ou agrave lrsquoeacutechelle du solide (meacutecanique du solide) par
lrsquoenseignement des formalismes de Lagrange et drsquoHamilton
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Rappels de meacutecanique classique Cineacutematique drsquoune particule Dynamique drsquoune particule Travail et eacutenergie Systegravemes agrave N particules et forces exteacuterieures Degreacutes de liberteacute Chapitre 2 Formalisme de Lagrange Coordonneacutees geacuteneacuteraliseacutees Variation fonctionnelle Le Lagrangien Coordonneacutees curvilignes Contraintes holonomes et non holonomes Applications Particule dans un champ gravitationnel particule lieacutee agrave un ressort problegraveme agrave deux corps le potentiel central Chapitre 3 Formalisme de Hamilton Transformation de Legendre LrsquoHamiltonien Variables canoniques et crochets de Poisson Moments geacuteneacuteraliseacutes Transformations canoniques La meacutethode de Hamilton-Jacobi Lrsquoespace des phases Variables angle-action et fonction geacuteneacuteratrice Systegravemes inteacutegrables Chapitre 4 Mouvement drsquoun solide indeacuteformable Degreacutes de liberteacute drsquoun solide Energie cineacutetique Axes principaux et tenseur drsquoinertie Moment cineacutetique drsquoun solide Approche vectorielle et eacutequations drsquoEuler Approche Lagrangienne et angles drsquoEuler Toupie symeacutetrique Chapitre 5 Meacutecanique Lagrangienne des milieux continus Le passage agrave la limite continue Theacuteorie classique des champs Equations drsquoEuler-Lagrange du champ Chapitre 6 Theacuteoregraveme de Liouville Equation de Hamilton-Jacobi
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A CHARLIER A BERARD M CHARLIER Meacutecanique Analytique - Du cours aux travaux dirigeacutes Ed Ellipses (1989)
- LANDAU et LIFCHITZ Meacutecanique Editions Mir (Moscou) et Ellipses (Paris) - BOUCIF Introduction agrave la meacutecanique analytique De Boeck Bruxelles (2012) - TAYLOR Meacutecanique classique Ellipses Paris (2007) - MARTIN-ROBINE Histoire du principe de moindre action Vuibert Paris (2006) - GOLDSTEIN et al Classical mechanics 3rd Ed Addison-Wesley (USA) (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 19
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance theacuteorique la compreacutehension et la reacutesolution des mouvements vibratoires
et les diffeacuterents types drsquooscillations engendreacutees ainsi que les ondes meacutecaniques et les
mouvements ondulatoires engendreacutes
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
PARTIE I VIBRATIONS Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les vibrations Deacutefinition drsquoun mouvement vibratoire Exemples de systegravemes vibratoires Mouvements peacuteriodiques Chapitre 2 Systegravemes lineacuteaires agrave un degreacute de liberteacute 21 Les oscillations libres Lrsquooscillateur harmonique Pulsation propre drsquoun oscillateur harmonique Lrsquoeacutenergie drsquoun oscillateur harmonique 22 Les oscillations libres amorties Forces drsquoamortissement Equation des mouvements Oscillations pseudopeacuteriodiques (deacutecreacutement logarithmique facteur de qualiteacute) 23 Les oscillations libres forceacutees Deacutefinition Cas drsquoune excitation sinusoiumldale (reacutesonance deacutephasage) Cas drsquoune excitation peacuteriodique quelconque 24 Les oscillations amorties forceacutees Equation des mouvements Reacutegime transitoire reacutegime permanent Bande passante Facteur de qualiteacute 25 Analogie entre systegravemes oscillants meacutecaniques et eacutelectriques Chapitre 3 Systegravemes lineacuteaires agrave plusieurs degreacutes de liberteacute 31 Systegravemes agrave 2 degreacutes de liberteacute (Cas libres - pulsations propres) amortis et amortis forceacutes 32 Systegravemes agrave N degreacutes de liberteacute (comportement geacuteneacuteral) PARTIE II LES ONDES MECANIQUES Chapitre 4 Geacuteneacuteraliteacutes sur les ondes meacutecaniques 41 Classification des ondes 42 Inteacutegrale geacuteneacuterale de lrsquoeacutequation geacuteneacuterale drsquoondes progressives 43 Vitesse de phase vitesse de groupe 44 Notion de front drsquoonde Exemple des ondes planes ondes spheacuteriques 45 Reacuteflexion et transmission des ondes 46 Relation entre les diffeacuterentes grandeurs repreacutesentant lrsquoonde Chapitre 5 Ondes transversales sur une corde 51 Equation de propagation Impeacutedance caracteacuteristique Energie drsquoune onde progressive Reacuteflexion et transmission des ondes Ondes stationnaires Chapitre 6 Ondes longitudinales dans les fluides 61 Ondes planes dans un tuyau cylindrique Equation drsquoondes dans un gaz Equation drsquoondes dans un liquide Impeacutedance acoustique Impeacutedance caracteacuteristique Energie transporteacutee par une onde Coefficients de reacuteflexion et de transmission drsquoondes (conditions aux limites) 62 Effet Doppler Chapitre 7 Ondes eacutelastiques dans les solides
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 20
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoeacutetudiant acquiegravere les connaissances theacuteoriques et les lois fondamentales de lrsquooptique
geacuteomeacutetrique et physique ainsi que les techniques et les instruments utiliseacutes accompagneacutes
de plusieurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Optique geacuteomeacutetrique 11- Principes et lois de lrsquooptique geacuteomeacutetrique 12- Notions de reacutefringence 13- Lois de Snell-Descartes principe de Fermat et construction de Huygens 14- Miroirs spheacuteriques et miroirs plans formule de position et construction drsquoimages 15- Dioptre plan et dioptre spheacuterique formule de conjugaison grandissement notions de
stigmatisme et construction drsquoimages 16- Prisme formules deacuteviation et dispersion 17- Lentilles minces formules de position et construction drsquoimages 18- Instruments optiques œil loupe microscope hellip Chapitre 2 Optique ondulatoire 21- Geacuteneacuteraliteacutes 22- Principe de superposition de deux ondes monochromatiques de mecircme freacutequence 23- Conditions drsquointerfeacuterence Notion de coheacuterence 24- Interfeacuterences de deux ondes coheacuterentes 25- Interfeacuterences agrave ondes multiples Interfeacuteromegravetres de Michelson et de Peacuterot-Fabry 26- Interfeacuterences en lumiegravere polychromatique Chapitre3 Diffraction et ses Applications 31- Diffraction de Fresnel et diffraction de Fraunhoffer 32- Diffraction par une ouverture rectangulaire et diffraction par une ouverture circulaire Chapitre 4 Polarisation 41- Transversaliteacute des ondes 42- Structure dune onde polariseacutee rectilignement 43- Reacuteflexion et reacutefraction par les corps isotropes transparents Chapitre 5 Lasers et ses applications
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- D FIEL amp P COLIN Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Ellipses (1999) - J-P PEREZ Optique - Fondements et Applications avec 250 exercices et problegravemes reacutesolus
Ed Dunod (2004) - F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005) - T BECHERRAWY Optique Geacuteomeacutetrique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Debœck (2006) - E AMZALLAG La Physique en Fac - Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Dunod (2006) - R TAILLET Optique Physique - Interfeacuterences Diffraction Holographie - Cours et exercices
corrigeacutes Ed Debœck (2006) - HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 21
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur les Vibrations et Ondes
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Oscillations transversales des cordes vibrantes 2- Systegravemes eacutelectromeacutecaniques (le haut-parleur eacutelectrodynamique) 3- Oscillations amorties (circuit RLC en oscillations libres et forceacutees) 4- Oscillations coupleacutees eacutetude des battements 5- Oscillations coupleacutees eacutetude des freacutequences propres 6- Propagation dondes longitudinale dans un fluide 7- Cuve rheacuteographique 8- Tube de KUNDT 9- Pheacutenomegravenes drsquoinduction
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 22
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur lrsquooptique geacuteomeacutetrique amp
physique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Introduction les diffeacuterentes sources et deacutetecteurs de lumiegravere 2- Reacuteflexion (miroir plan miroir spheacuterique) et reacutefraction (airverre verreair) 3- Etude du prisme deacuteviation 4- Etude du prisme dispersion 5- Etude du reacuteseau dispersion 6- Spectroscope agrave prisme spectroscope agrave reacuteseau 7- Focomeacutetrie (deacutetermination de la focale dune lentille) 8- Microscope 9- Polarisation de la lumiegravere (rectiligne circulaire elliptique) 10- Reacuteflexion sur une lame dune OEM plane 11- Spectrophotomeacutetrie (transmission de diffeacuterents filtres optiques) 12- Interfeacuteromeacutetrie (deacutetermination de la longueur donde de lindice dune lame agrave face parallegravele de la vitesse) 13- Diffraction (fentes et reacuteseaux loi de Bragg monochromateur)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005)
- HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 23
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation
Objectifs de lrsquoenseignement
La maicirctrise de lrsquooutil numeacuterique par lrsquoenseignement des langages de programmation
eacutevolueacutes drsquoune part et drsquoautre part par lrsquoenseignement des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations algeacutebriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo informatique 1 amp 2 raquo et laquo matheacutematiques 1
amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Initiation (ou rappel) de langages de programmation informatique MATLAB etou MATHEMATICA etou FORTRAN etou C++ Chapitre 2 Inteacutegration numeacuterique 2 1 Meacutethode des Trapegravezes 2 2 Meacutethode de Simpson Chapitre 3 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations non-lineacuteaires 3 1 Meacutethode de Bissection 3 2 Meacutethode de Newton Chapitre 4 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations diffeacuterentielles ordinaires 4 1 Meacutethode dEuler 4 2 Meacutethode de Runge-Kutta Chapitre 5 Reacutesolution numeacuterique des systegravemes deacutequations lineacuteaires 5 1 Meacutethode de Gauss 5 2 Meacutethode de Gauss-Seidel
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
Pour MATLAB - M DJEBLI amp H DJELOUAH Initiation agrave MATLAB OPU (2013) - R DUKKIPATI MATLAB an introduction with applications New Age International
Publishers India (2010) - C WOODFORD and C Phillips Numerical methods with worked examples MATLAB edition
2nd Ed Springer Ltd (2013) Pour C et C++ - C DELANNOY lsquorsquoC++ pour les programmeurs Crsquorsquo 6egraveme Ed Eyrolles Paris (2004) - C CASTEYDE lsquorsquoCours de CC++rsquorsquo Copyright (2005) Pour FORTRAN - B HAHN lsquorsquoIntroduction to Fortran 90 for scientists and engineersrsquorsquo Capetown University South
Africa (1993) - Ph DrsquoAnfray lsquorsquoFortran 77rsquorsquo Universiteacute Paris XIII (1998) - P CORDE et A FOUILLOUX Langage Fortran Support de cours IDRIS (2010) Pour les meacutethodes numeacuteriques - F JEDRZEIJEWSKI Introduction aux meacutethodes numeacuteriques 2egraveme Ed Springer France
(2005) - J HOFFMAN Numerical methods for engineers and scientists 2nd Ed Marcel Dekker USA
(2001) - A QUARTERONI Meacutethodes numeacuteriques algorithmes analyse et appl Springer Italie (2004)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 24
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Probabiliteacutes amp Statistiques
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de deacutecouvrirrsquo le domaine de
lrsquoaleacuteatoire et des probabiliteacutes ainsi que lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees
expeacuterimentales ou numeacuteriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo matheacutematiques 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Eleacutements de base en theacuteorie des probabiliteacutes (2 semaines) I Historique et motivations (utiliteacute des probabiliteacutes en physique) II Axiomatique de base 1 Espace probabiliseacute Univers tribu probabiliteacutes probabiliteacutes conditionnelles 2 Variables aleacuteatoires Deacutefinitions Lois usuelles Entropie Fonctions de variables aleacuteatoires Systegravemes de variables aleacuteatoires Espeacuterance conditionnelle Chapitre 2 Convergences et theacuteoregravemes limites (2 semaines) 1 Un exemple Variations autour du tirage agrave pile ou face 2 Convergences Loi des grands nombres (forte et faible) Theacuteoregraveme central limite 3 Ineacutegaliteacutes fondamentales Tchebychev Jensen Houmllder 4 Grandes deacuteviations Liens avec la limite thermodynamique en physique statistique Chapitre 3 Analyse des seacuteries statistiques (3 semaines) 1 Seacuteries simples Seacuteries doubles 2 Analyse de reacutegression et correacutelation Reacutegressions lineacuteaire simple et multiple Reacutegression non-lineacuteaire (exponentielle logarithmique polynomiale) Chapitre 4 Statistique infeacuterentielle (4 semaines) 1- Estimation parameacutetrique 2- Tests statistiques (tests de correacutelation tests dindeacutependance tests dajustement test de student ANOVA) Chapitre 5 Analyse des donneacutees (3 semaines) 1-Analyse en composantes principales (ACP) 2- Analyse factorielle discriminante (AFD) 3-Analyse de classification (hieacuterarchique automatique)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- FEMENIAS Probabiliteacutes et statistiques pour les sciences physiques Cours et exercices corrigeacutes Dunod Paris (2003)
- SAPORTA Probabiliteacutes Analyse des Donneacutees et Statistique 3egraveme Ed Technip Paris (2011)
- ESCOUBES Probabiliteacutes et statistiques agrave lusage des physiciens Ed Ellipses Paris (1998)
- W APPEL Probabiliteacutes pour les non probabilistes HampK Edition Paris (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 25
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Cristallographie physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs agrave atteindre par lrsquoenseignement de cette matiegravere sont
- Lrsquointroduction des concepts et des proprieacuteteacutes du cristal et du reacuteseau cristallin et
les diffeacuterents modes de reacuteseaux
- La connaissance des lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les
cristaux
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les bases fondamentales de la chimie et la physique de la
premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition de lrsquoeacutetat cristallin Reacuteseaux deacutefinitions Rangeacutee et plan reacuteticulaire Mailles repreacutesentatives Motif Indices de Miller Reacuteseau reacuteciproque Deacutefinition Quelques proprieacuteteacutes et relations avec grandeur du reacuteseau direct Distance inter reacuteticulaire II ndash Symeacutetrie des figures finies Opeacuterations de symeacutetrie Inversion Rotation Reacuteflexion Inversion rotatoire Reacuteflexion rotatoire Notions de points eacutequivalents III ndash Symeacutetrie des reacuteseaux ndash reacuteseaux de Bravais Systegravemes cristallins Les diffeacuterents modes de reacuteseaux Les quatorze reacuteseaux de Bravais Incompatibiliteacute de certains ordres drsquoaxes de rotation avec les reacuteseaux Quelques relations geacuteomeacutetriques dans les reacuteseaux IV ndash Meacutethodes expeacuterimentales de la diffraction Conditions de diffraction Loi de Bragg Equation de Von Laue Construction drsquoEwald Diffeacuterentes meacutethode de diffraction Meacutethode de Laue Meacutethode de Debye-Scherrer Meacutethode du cristal tournant Meacutethode de Weissenberg Diffractomegravetres automatiques V ndash Liaisons chimiques Geacuteneacuteraliteacutes sur les liaisons chimiques Structures stables et eacutenergie interne Les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Forces drsquoattraction i) Liaisons fortes ndash liaisons de valence Liaison ionique Liaison de covalence Liaison meacutetallique Interaction ion-dipocircle Ii) Liaisons faibles- Liaison de Van der Waals Liaison par transfert de charge Liaison hydrogegravene Forces de reacutepulsion
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 26
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Histoire de la Physique
Objectifs de lrsquoenseignement Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert le monde
fabuleux de la physique et son histoire agrave travers le temps et la contribution de ses savants
Connaissances preacutealables recommandeacutees Connaicirctre les sciences physiques de la
premiegravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
1- La physique ancienne 11 Origine de la physique 12 La physique avant Aristote Thales Pythagore Empeacutedocle 13 Les atomistes Leucippe Deacutemocritehellip 14 La physique agrave lrsquoeacutepoque drsquoAristote Theacuteophraste Straton Eacutepicure Zeacutenon 15 Ecole drsquoAlexandrie amp la Physique Euclide Archimegravede Eratosthegravene Ptoleacutemeacutee 2- La contribution de la civilisation islamique agrave lrsquoeacutevolution de la physique 21 Contribution aux progregraves de lrsquoastronomie (al-Khawarizmi Habash al Hasib al-Battani les fregraveres Banou Moussa al-Sufi ibn Yunus et al-Biruni al-Zarqali) 22 Contribution aux progregraves de lrsquooptique al-Kindi ibn Sahl al Hazen 23 Contribution aux progregraves de la meacutecanique (al Fārābi al-Khāzinī al-Jāzāri al-Baghdādī al-Rāzī al-Ṭ ūsī)
24 Contribution aux progregraves sur la constitution de la matiegravere 25 Contribution aux progregraves du magneacutetisme 3- La meacutecanique newtonienne et la theacuteorie eacutelectromagneacutetique 31 Copernic Kepler Galileacutee Newton 32 Le XVIIIe siegravecle le triomphe de la meacutecanique Christiaan Huygens les fregraveres Jacques et Jean Bernoulli Leonhard Euler Jean Le Rond drsquoAlembert Louis de Lagrange 33 Le XIXe siegravecle lrsquoeacutelectromagneacutetisme Franccedilois Arago Hans Christian Oersted Michael Faraday James Clerk Maxwell 34 Lrsquooptique drsquoune vision corpusculaire agrave une vision ondulatoire 35 La crise autour de 1900 4- La meacutecanique quantique 41 La constante de Planck 42 Schroumldinger et son eacutequation 43 Heisenberg et la relation drsquoincertitude 44 Pauli et le principe drsquoexclusion 45 Lrsquoatome de Bohr 46 Dirac et ses contributions agrave la physique quantique 5- La theacuteorie de la relativiteacute 51 La theacuteorie de la relativiteacute restreinte Lrsquoeacutequivalence masse-eacutenergie 52 Application eacutenergie nucleacuteaire (fission fusion) 53 La theacuteorie de la relativiteacute geacuteneacuterale La courbure de lrsquoespace-temps 54 Application Expansion de lrsquounivers modegravele standard de la cosmologie
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J ROSMORDUC Une histoire de la physique et de la chimie Le Seuil coll laquo Points Sciences raquo (1985)
- A DJEBBAR et J ROSMORDUC Une histoire de la science arabe Introduction agrave la connaissance du patrimoine scientifique des pays dislam Le Seuil (2001)
- R TATON Histoire geacuteneacuterale des sciences PUF Quadrige (1983) - M BIEZUNSKI Histoire de la physique moderne la Deacutecouverte (1993) - R LOCQUENEUX Histoire de la physique PUF Que sais-je ndeg421 (1987) - M PATY La physique du XXe siegravecle Vuibert (1996)
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Semestre 3 UE Deacutecouverte
Matiegravere Chimie Mineacuterale Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant physicien drsquoacqueacuterir les
connaissances et les lois fondamentales de la chimie mineacuterale
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Connaicirctre les sciences physiques de la premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere - Proprieacuteteacutes peacuteriodiques blocs peacuteriodes groupes ndash Peacuteriodiciteacute des proprieacuteteacutes
physiques et chimiques caractegraveres des meacutetaux des non-meacutetaux et des meacutetalloiumldes Compleacutements sur lrsquoeacutetat solide
- Les meacutetaux alcalins et alcalino-terreux les meacutetaux des groupes IIIa et IVa les halogegravenes lrsquooxygegravene et le soufre lrsquoazote et le phosphore
- Les meacutetaux de transition proprieacuteteacutes les composeacutes de coordination nomenclature isomeacuterie theacuteories des orbitales hybrides theacuteorie du champ cristallin theacuteorie des orbitales moleacuteculaires proprieacuteteacutes magneacutetiques et couleurs Les eacuteleacutements des groupes IB IIB IIIB VIIIB les terres rares
- Equilibres en solution Equilibres homogegravene et heacuteteacuterogegravene La constante drsquoeacutequilibre Les facteurs drsquoeacutequilibre Principe de Le CHATELIER Notions geacuteneacuterales sur les solutions
- La solubiliteacute Paramegravetres influenccedilant la solubiliteacute Aspect thermochimique de la solubiliteacute La dissociation ionique et la solvatation
- Les solutions ioniques Acides et Bases La dissociation ionique (Lrsquoeacutequilibre de dissociation (Lrsquoauto - ionisation de lrsquoeau) Produit ionique de lrsquoeau Geacuteneacuteraliteacute sur les acides et les bases (Deacutefinitions Conseacutequences de la deacutefinition de BRONSTED Forces des acides et des bases) Le pH des acides et des bases La notion de pH Calcul du pH drsquoun acide ou drsquoune base Mesure du pH Neutralisation drsquoun acide par une base Force des acides et des bases Proprieacuteteacute AcidoBasiques - Notion de pH
- Les sels en solution Etude des sels peu solubles (Deacutefinitions Solubiliteacute de sels Produits de solubiliteacute Deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre de solubiliteacute)
- Oxydoreacuteduction Notion de degreacute drsquooxydations ndashReacuteactions Mode drsquoeacutevaluation Examen 100 Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 28
Semestre 3
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3
Objectifs de lrsquoenseignement
- Acquisition drsquoune culture de langue scientifique et des bases de langage courant - Acquisition drsquoune capaciteacute aux techniques de lrsquoexposeacute oral Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues eacutetrangegraveres 1 et 2 enseigneacutees en L1
SM
Contenu de la matiegravere
Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue eacutetrangegravere Entraicircnement agrave la compreacutehension de documents eacutecrits relatifs au domaine de la physique On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique Tous les supports seront utiliseacutes - Traduction de notices et publications Reacutedaction de reacutesumeacutes Bibliographie et exposeacutes de projet
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 29
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 30
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 34
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 36
Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 37
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 38
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 40
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 41
Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
------------------
Aoucirct 2014
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 42
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 17
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Seacuteries amp Equations Diffeacuterentielles
Objectifs de lrsquoenseignement
Drsquoune importance capitale pour un physicien lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave
lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les meacutethodes de calcul drsquointeacutegrales en diffeacuterentes dimensions ainsi
que les meacutethodes menant agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles neacutecessaires pour la
reacutesolution des problegravemes de physique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Inteacutegrales simples et multiples (2 semaines) Rappels sur lrsquointeacutegrale de Riemann et sur le calcul de primitives Inteacutegrales doubles et triples Application au calcul drsquoaires de volumeshellip Chapitre 2 Inteacutegrale impropres (2 semaines) Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle non borneacute Inteacutegrales de fonctions deacutefinies sur un intervalle borneacute infinies agrave lrsquoune des extreacutemiteacutes Chapitre 3 Equations diffeacuterentielles (2 semaines) Equations diffeacuterentielles ordinaires du 1er et du 2egraveme ordre Eleacutements drsquoeacutequations aux deacuteriveacutees partielles Chapitre 4 Seacuteries (3 semaines) Seacuteries numeacuteriques Suites et seacuteries de fonctions Seacuteries entiegraveres seacuteries de Fourrier Chapitre 5 Transformation de Laplace (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles Chapitre 6 Transformation de Fourier (3 semaines) Deacutefinition et proprieacuteteacutes Application agrave la reacutesolution drsquoeacutequations diffeacuterentielles
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP Sciences Paris (2007)
- Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris (2008)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences Concepts meacutethodes et techniques pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011)
- C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
- J M RAKOSOTON J E RAKOSOTON Analyse fonctionnelle appliqueacutee aux eacutequations aux deacuteriveacutees partielles Ed PUF (1999)
- S NICAISE Analyse numeacuterique et eacutequations aux deacuteriveacutees partielles cours et problegravemes reacutesolus Ed Dunod Paris (2000)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 18
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Analytique
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance des fondements de la meacutecanique classique que ce soit agrave lrsquoeacutechelle du
point mateacuteriel (meacutecanique du point) ou agrave lrsquoeacutechelle du solide (meacutecanique du solide) par
lrsquoenseignement des formalismes de Lagrange et drsquoHamilton
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Rappels de meacutecanique classique Cineacutematique drsquoune particule Dynamique drsquoune particule Travail et eacutenergie Systegravemes agrave N particules et forces exteacuterieures Degreacutes de liberteacute Chapitre 2 Formalisme de Lagrange Coordonneacutees geacuteneacuteraliseacutees Variation fonctionnelle Le Lagrangien Coordonneacutees curvilignes Contraintes holonomes et non holonomes Applications Particule dans un champ gravitationnel particule lieacutee agrave un ressort problegraveme agrave deux corps le potentiel central Chapitre 3 Formalisme de Hamilton Transformation de Legendre LrsquoHamiltonien Variables canoniques et crochets de Poisson Moments geacuteneacuteraliseacutes Transformations canoniques La meacutethode de Hamilton-Jacobi Lrsquoespace des phases Variables angle-action et fonction geacuteneacuteratrice Systegravemes inteacutegrables Chapitre 4 Mouvement drsquoun solide indeacuteformable Degreacutes de liberteacute drsquoun solide Energie cineacutetique Axes principaux et tenseur drsquoinertie Moment cineacutetique drsquoun solide Approche vectorielle et eacutequations drsquoEuler Approche Lagrangienne et angles drsquoEuler Toupie symeacutetrique Chapitre 5 Meacutecanique Lagrangienne des milieux continus Le passage agrave la limite continue Theacuteorie classique des champs Equations drsquoEuler-Lagrange du champ Chapitre 6 Theacuteoregraveme de Liouville Equation de Hamilton-Jacobi
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A CHARLIER A BERARD M CHARLIER Meacutecanique Analytique - Du cours aux travaux dirigeacutes Ed Ellipses (1989)
- LANDAU et LIFCHITZ Meacutecanique Editions Mir (Moscou) et Ellipses (Paris) - BOUCIF Introduction agrave la meacutecanique analytique De Boeck Bruxelles (2012) - TAYLOR Meacutecanique classique Ellipses Paris (2007) - MARTIN-ROBINE Histoire du principe de moindre action Vuibert Paris (2006) - GOLDSTEIN et al Classical mechanics 3rd Ed Addison-Wesley (USA) (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 19
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance theacuteorique la compreacutehension et la reacutesolution des mouvements vibratoires
et les diffeacuterents types drsquooscillations engendreacutees ainsi que les ondes meacutecaniques et les
mouvements ondulatoires engendreacutes
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
PARTIE I VIBRATIONS Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les vibrations Deacutefinition drsquoun mouvement vibratoire Exemples de systegravemes vibratoires Mouvements peacuteriodiques Chapitre 2 Systegravemes lineacuteaires agrave un degreacute de liberteacute 21 Les oscillations libres Lrsquooscillateur harmonique Pulsation propre drsquoun oscillateur harmonique Lrsquoeacutenergie drsquoun oscillateur harmonique 22 Les oscillations libres amorties Forces drsquoamortissement Equation des mouvements Oscillations pseudopeacuteriodiques (deacutecreacutement logarithmique facteur de qualiteacute) 23 Les oscillations libres forceacutees Deacutefinition Cas drsquoune excitation sinusoiumldale (reacutesonance deacutephasage) Cas drsquoune excitation peacuteriodique quelconque 24 Les oscillations amorties forceacutees Equation des mouvements Reacutegime transitoire reacutegime permanent Bande passante Facteur de qualiteacute 25 Analogie entre systegravemes oscillants meacutecaniques et eacutelectriques Chapitre 3 Systegravemes lineacuteaires agrave plusieurs degreacutes de liberteacute 31 Systegravemes agrave 2 degreacutes de liberteacute (Cas libres - pulsations propres) amortis et amortis forceacutes 32 Systegravemes agrave N degreacutes de liberteacute (comportement geacuteneacuteral) PARTIE II LES ONDES MECANIQUES Chapitre 4 Geacuteneacuteraliteacutes sur les ondes meacutecaniques 41 Classification des ondes 42 Inteacutegrale geacuteneacuterale de lrsquoeacutequation geacuteneacuterale drsquoondes progressives 43 Vitesse de phase vitesse de groupe 44 Notion de front drsquoonde Exemple des ondes planes ondes spheacuteriques 45 Reacuteflexion et transmission des ondes 46 Relation entre les diffeacuterentes grandeurs repreacutesentant lrsquoonde Chapitre 5 Ondes transversales sur une corde 51 Equation de propagation Impeacutedance caracteacuteristique Energie drsquoune onde progressive Reacuteflexion et transmission des ondes Ondes stationnaires Chapitre 6 Ondes longitudinales dans les fluides 61 Ondes planes dans un tuyau cylindrique Equation drsquoondes dans un gaz Equation drsquoondes dans un liquide Impeacutedance acoustique Impeacutedance caracteacuteristique Energie transporteacutee par une onde Coefficients de reacuteflexion et de transmission drsquoondes (conditions aux limites) 62 Effet Doppler Chapitre 7 Ondes eacutelastiques dans les solides
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 20
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoeacutetudiant acquiegravere les connaissances theacuteoriques et les lois fondamentales de lrsquooptique
geacuteomeacutetrique et physique ainsi que les techniques et les instruments utiliseacutes accompagneacutes
de plusieurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Optique geacuteomeacutetrique 11- Principes et lois de lrsquooptique geacuteomeacutetrique 12- Notions de reacutefringence 13- Lois de Snell-Descartes principe de Fermat et construction de Huygens 14- Miroirs spheacuteriques et miroirs plans formule de position et construction drsquoimages 15- Dioptre plan et dioptre spheacuterique formule de conjugaison grandissement notions de
stigmatisme et construction drsquoimages 16- Prisme formules deacuteviation et dispersion 17- Lentilles minces formules de position et construction drsquoimages 18- Instruments optiques œil loupe microscope hellip Chapitre 2 Optique ondulatoire 21- Geacuteneacuteraliteacutes 22- Principe de superposition de deux ondes monochromatiques de mecircme freacutequence 23- Conditions drsquointerfeacuterence Notion de coheacuterence 24- Interfeacuterences de deux ondes coheacuterentes 25- Interfeacuterences agrave ondes multiples Interfeacuteromegravetres de Michelson et de Peacuterot-Fabry 26- Interfeacuterences en lumiegravere polychromatique Chapitre3 Diffraction et ses Applications 31- Diffraction de Fresnel et diffraction de Fraunhoffer 32- Diffraction par une ouverture rectangulaire et diffraction par une ouverture circulaire Chapitre 4 Polarisation 41- Transversaliteacute des ondes 42- Structure dune onde polariseacutee rectilignement 43- Reacuteflexion et reacutefraction par les corps isotropes transparents Chapitre 5 Lasers et ses applications
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- D FIEL amp P COLIN Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Ellipses (1999) - J-P PEREZ Optique - Fondements et Applications avec 250 exercices et problegravemes reacutesolus
Ed Dunod (2004) - F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005) - T BECHERRAWY Optique Geacuteomeacutetrique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Debœck (2006) - E AMZALLAG La Physique en Fac - Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Dunod (2006) - R TAILLET Optique Physique - Interfeacuterences Diffraction Holographie - Cours et exercices
corrigeacutes Ed Debœck (2006) - HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 21
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur les Vibrations et Ondes
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Oscillations transversales des cordes vibrantes 2- Systegravemes eacutelectromeacutecaniques (le haut-parleur eacutelectrodynamique) 3- Oscillations amorties (circuit RLC en oscillations libres et forceacutees) 4- Oscillations coupleacutees eacutetude des battements 5- Oscillations coupleacutees eacutetude des freacutequences propres 6- Propagation dondes longitudinale dans un fluide 7- Cuve rheacuteographique 8- Tube de KUNDT 9- Pheacutenomegravenes drsquoinduction
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 22
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur lrsquooptique geacuteomeacutetrique amp
physique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Introduction les diffeacuterentes sources et deacutetecteurs de lumiegravere 2- Reacuteflexion (miroir plan miroir spheacuterique) et reacutefraction (airverre verreair) 3- Etude du prisme deacuteviation 4- Etude du prisme dispersion 5- Etude du reacuteseau dispersion 6- Spectroscope agrave prisme spectroscope agrave reacuteseau 7- Focomeacutetrie (deacutetermination de la focale dune lentille) 8- Microscope 9- Polarisation de la lumiegravere (rectiligne circulaire elliptique) 10- Reacuteflexion sur une lame dune OEM plane 11- Spectrophotomeacutetrie (transmission de diffeacuterents filtres optiques) 12- Interfeacuteromeacutetrie (deacutetermination de la longueur donde de lindice dune lame agrave face parallegravele de la vitesse) 13- Diffraction (fentes et reacuteseaux loi de Bragg monochromateur)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005)
- HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 23
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation
Objectifs de lrsquoenseignement
La maicirctrise de lrsquooutil numeacuterique par lrsquoenseignement des langages de programmation
eacutevolueacutes drsquoune part et drsquoautre part par lrsquoenseignement des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations algeacutebriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo informatique 1 amp 2 raquo et laquo matheacutematiques 1
amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Initiation (ou rappel) de langages de programmation informatique MATLAB etou MATHEMATICA etou FORTRAN etou C++ Chapitre 2 Inteacutegration numeacuterique 2 1 Meacutethode des Trapegravezes 2 2 Meacutethode de Simpson Chapitre 3 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations non-lineacuteaires 3 1 Meacutethode de Bissection 3 2 Meacutethode de Newton Chapitre 4 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations diffeacuterentielles ordinaires 4 1 Meacutethode dEuler 4 2 Meacutethode de Runge-Kutta Chapitre 5 Reacutesolution numeacuterique des systegravemes deacutequations lineacuteaires 5 1 Meacutethode de Gauss 5 2 Meacutethode de Gauss-Seidel
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
Pour MATLAB - M DJEBLI amp H DJELOUAH Initiation agrave MATLAB OPU (2013) - R DUKKIPATI MATLAB an introduction with applications New Age International
Publishers India (2010) - C WOODFORD and C Phillips Numerical methods with worked examples MATLAB edition
2nd Ed Springer Ltd (2013) Pour C et C++ - C DELANNOY lsquorsquoC++ pour les programmeurs Crsquorsquo 6egraveme Ed Eyrolles Paris (2004) - C CASTEYDE lsquorsquoCours de CC++rsquorsquo Copyright (2005) Pour FORTRAN - B HAHN lsquorsquoIntroduction to Fortran 90 for scientists and engineersrsquorsquo Capetown University South
Africa (1993) - Ph DrsquoAnfray lsquorsquoFortran 77rsquorsquo Universiteacute Paris XIII (1998) - P CORDE et A FOUILLOUX Langage Fortran Support de cours IDRIS (2010) Pour les meacutethodes numeacuteriques - F JEDRZEIJEWSKI Introduction aux meacutethodes numeacuteriques 2egraveme Ed Springer France
(2005) - J HOFFMAN Numerical methods for engineers and scientists 2nd Ed Marcel Dekker USA
(2001) - A QUARTERONI Meacutethodes numeacuteriques algorithmes analyse et appl Springer Italie (2004)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 24
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Probabiliteacutes amp Statistiques
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de deacutecouvrirrsquo le domaine de
lrsquoaleacuteatoire et des probabiliteacutes ainsi que lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees
expeacuterimentales ou numeacuteriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo matheacutematiques 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Eleacutements de base en theacuteorie des probabiliteacutes (2 semaines) I Historique et motivations (utiliteacute des probabiliteacutes en physique) II Axiomatique de base 1 Espace probabiliseacute Univers tribu probabiliteacutes probabiliteacutes conditionnelles 2 Variables aleacuteatoires Deacutefinitions Lois usuelles Entropie Fonctions de variables aleacuteatoires Systegravemes de variables aleacuteatoires Espeacuterance conditionnelle Chapitre 2 Convergences et theacuteoregravemes limites (2 semaines) 1 Un exemple Variations autour du tirage agrave pile ou face 2 Convergences Loi des grands nombres (forte et faible) Theacuteoregraveme central limite 3 Ineacutegaliteacutes fondamentales Tchebychev Jensen Houmllder 4 Grandes deacuteviations Liens avec la limite thermodynamique en physique statistique Chapitre 3 Analyse des seacuteries statistiques (3 semaines) 1 Seacuteries simples Seacuteries doubles 2 Analyse de reacutegression et correacutelation Reacutegressions lineacuteaire simple et multiple Reacutegression non-lineacuteaire (exponentielle logarithmique polynomiale) Chapitre 4 Statistique infeacuterentielle (4 semaines) 1- Estimation parameacutetrique 2- Tests statistiques (tests de correacutelation tests dindeacutependance tests dajustement test de student ANOVA) Chapitre 5 Analyse des donneacutees (3 semaines) 1-Analyse en composantes principales (ACP) 2- Analyse factorielle discriminante (AFD) 3-Analyse de classification (hieacuterarchique automatique)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- FEMENIAS Probabiliteacutes et statistiques pour les sciences physiques Cours et exercices corrigeacutes Dunod Paris (2003)
- SAPORTA Probabiliteacutes Analyse des Donneacutees et Statistique 3egraveme Ed Technip Paris (2011)
- ESCOUBES Probabiliteacutes et statistiques agrave lusage des physiciens Ed Ellipses Paris (1998)
- W APPEL Probabiliteacutes pour les non probabilistes HampK Edition Paris (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 25
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Cristallographie physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs agrave atteindre par lrsquoenseignement de cette matiegravere sont
- Lrsquointroduction des concepts et des proprieacuteteacutes du cristal et du reacuteseau cristallin et
les diffeacuterents modes de reacuteseaux
- La connaissance des lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les
cristaux
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les bases fondamentales de la chimie et la physique de la
premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition de lrsquoeacutetat cristallin Reacuteseaux deacutefinitions Rangeacutee et plan reacuteticulaire Mailles repreacutesentatives Motif Indices de Miller Reacuteseau reacuteciproque Deacutefinition Quelques proprieacuteteacutes et relations avec grandeur du reacuteseau direct Distance inter reacuteticulaire II ndash Symeacutetrie des figures finies Opeacuterations de symeacutetrie Inversion Rotation Reacuteflexion Inversion rotatoire Reacuteflexion rotatoire Notions de points eacutequivalents III ndash Symeacutetrie des reacuteseaux ndash reacuteseaux de Bravais Systegravemes cristallins Les diffeacuterents modes de reacuteseaux Les quatorze reacuteseaux de Bravais Incompatibiliteacute de certains ordres drsquoaxes de rotation avec les reacuteseaux Quelques relations geacuteomeacutetriques dans les reacuteseaux IV ndash Meacutethodes expeacuterimentales de la diffraction Conditions de diffraction Loi de Bragg Equation de Von Laue Construction drsquoEwald Diffeacuterentes meacutethode de diffraction Meacutethode de Laue Meacutethode de Debye-Scherrer Meacutethode du cristal tournant Meacutethode de Weissenberg Diffractomegravetres automatiques V ndash Liaisons chimiques Geacuteneacuteraliteacutes sur les liaisons chimiques Structures stables et eacutenergie interne Les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Forces drsquoattraction i) Liaisons fortes ndash liaisons de valence Liaison ionique Liaison de covalence Liaison meacutetallique Interaction ion-dipocircle Ii) Liaisons faibles- Liaison de Van der Waals Liaison par transfert de charge Liaison hydrogegravene Forces de reacutepulsion
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 26
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Histoire de la Physique
Objectifs de lrsquoenseignement Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert le monde
fabuleux de la physique et son histoire agrave travers le temps et la contribution de ses savants
Connaissances preacutealables recommandeacutees Connaicirctre les sciences physiques de la
premiegravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
1- La physique ancienne 11 Origine de la physique 12 La physique avant Aristote Thales Pythagore Empeacutedocle 13 Les atomistes Leucippe Deacutemocritehellip 14 La physique agrave lrsquoeacutepoque drsquoAristote Theacuteophraste Straton Eacutepicure Zeacutenon 15 Ecole drsquoAlexandrie amp la Physique Euclide Archimegravede Eratosthegravene Ptoleacutemeacutee 2- La contribution de la civilisation islamique agrave lrsquoeacutevolution de la physique 21 Contribution aux progregraves de lrsquoastronomie (al-Khawarizmi Habash al Hasib al-Battani les fregraveres Banou Moussa al-Sufi ibn Yunus et al-Biruni al-Zarqali) 22 Contribution aux progregraves de lrsquooptique al-Kindi ibn Sahl al Hazen 23 Contribution aux progregraves de la meacutecanique (al Fārābi al-Khāzinī al-Jāzāri al-Baghdādī al-Rāzī al-Ṭ ūsī)
24 Contribution aux progregraves sur la constitution de la matiegravere 25 Contribution aux progregraves du magneacutetisme 3- La meacutecanique newtonienne et la theacuteorie eacutelectromagneacutetique 31 Copernic Kepler Galileacutee Newton 32 Le XVIIIe siegravecle le triomphe de la meacutecanique Christiaan Huygens les fregraveres Jacques et Jean Bernoulli Leonhard Euler Jean Le Rond drsquoAlembert Louis de Lagrange 33 Le XIXe siegravecle lrsquoeacutelectromagneacutetisme Franccedilois Arago Hans Christian Oersted Michael Faraday James Clerk Maxwell 34 Lrsquooptique drsquoune vision corpusculaire agrave une vision ondulatoire 35 La crise autour de 1900 4- La meacutecanique quantique 41 La constante de Planck 42 Schroumldinger et son eacutequation 43 Heisenberg et la relation drsquoincertitude 44 Pauli et le principe drsquoexclusion 45 Lrsquoatome de Bohr 46 Dirac et ses contributions agrave la physique quantique 5- La theacuteorie de la relativiteacute 51 La theacuteorie de la relativiteacute restreinte Lrsquoeacutequivalence masse-eacutenergie 52 Application eacutenergie nucleacuteaire (fission fusion) 53 La theacuteorie de la relativiteacute geacuteneacuterale La courbure de lrsquoespace-temps 54 Application Expansion de lrsquounivers modegravele standard de la cosmologie
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J ROSMORDUC Une histoire de la physique et de la chimie Le Seuil coll laquo Points Sciences raquo (1985)
- A DJEBBAR et J ROSMORDUC Une histoire de la science arabe Introduction agrave la connaissance du patrimoine scientifique des pays dislam Le Seuil (2001)
- R TATON Histoire geacuteneacuterale des sciences PUF Quadrige (1983) - M BIEZUNSKI Histoire de la physique moderne la Deacutecouverte (1993) - R LOCQUENEUX Histoire de la physique PUF Que sais-je ndeg421 (1987) - M PATY La physique du XXe siegravecle Vuibert (1996)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 27
Semestre 3 UE Deacutecouverte
Matiegravere Chimie Mineacuterale Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant physicien drsquoacqueacuterir les
connaissances et les lois fondamentales de la chimie mineacuterale
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Connaicirctre les sciences physiques de la premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere - Proprieacuteteacutes peacuteriodiques blocs peacuteriodes groupes ndash Peacuteriodiciteacute des proprieacuteteacutes
physiques et chimiques caractegraveres des meacutetaux des non-meacutetaux et des meacutetalloiumldes Compleacutements sur lrsquoeacutetat solide
- Les meacutetaux alcalins et alcalino-terreux les meacutetaux des groupes IIIa et IVa les halogegravenes lrsquooxygegravene et le soufre lrsquoazote et le phosphore
- Les meacutetaux de transition proprieacuteteacutes les composeacutes de coordination nomenclature isomeacuterie theacuteories des orbitales hybrides theacuteorie du champ cristallin theacuteorie des orbitales moleacuteculaires proprieacuteteacutes magneacutetiques et couleurs Les eacuteleacutements des groupes IB IIB IIIB VIIIB les terres rares
- Equilibres en solution Equilibres homogegravene et heacuteteacuterogegravene La constante drsquoeacutequilibre Les facteurs drsquoeacutequilibre Principe de Le CHATELIER Notions geacuteneacuterales sur les solutions
- La solubiliteacute Paramegravetres influenccedilant la solubiliteacute Aspect thermochimique de la solubiliteacute La dissociation ionique et la solvatation
- Les solutions ioniques Acides et Bases La dissociation ionique (Lrsquoeacutequilibre de dissociation (Lrsquoauto - ionisation de lrsquoeau) Produit ionique de lrsquoeau Geacuteneacuteraliteacute sur les acides et les bases (Deacutefinitions Conseacutequences de la deacutefinition de BRONSTED Forces des acides et des bases) Le pH des acides et des bases La notion de pH Calcul du pH drsquoun acide ou drsquoune base Mesure du pH Neutralisation drsquoun acide par une base Force des acides et des bases Proprieacuteteacute AcidoBasiques - Notion de pH
- Les sels en solution Etude des sels peu solubles (Deacutefinitions Solubiliteacute de sels Produits de solubiliteacute Deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre de solubiliteacute)
- Oxydoreacuteduction Notion de degreacute drsquooxydations ndashReacuteactions Mode drsquoeacutevaluation Examen 100 Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 28
Semestre 3
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3
Objectifs de lrsquoenseignement
- Acquisition drsquoune culture de langue scientifique et des bases de langage courant - Acquisition drsquoune capaciteacute aux techniques de lrsquoexposeacute oral Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues eacutetrangegraveres 1 et 2 enseigneacutees en L1
SM
Contenu de la matiegravere
Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue eacutetrangegravere Entraicircnement agrave la compreacutehension de documents eacutecrits relatifs au domaine de la physique On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique Tous les supports seront utiliseacutes - Traduction de notices et publications Reacutedaction de reacutesumeacutes Bibliographie et exposeacutes de projet
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 29
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 30
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 31
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 32
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 33
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 34
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 35
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 36
Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 37
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 38
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 39
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
------------------
Aoucirct 2014
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L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 18
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Analytique
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance des fondements de la meacutecanique classique que ce soit agrave lrsquoeacutechelle du
point mateacuteriel (meacutecanique du point) ou agrave lrsquoeacutechelle du solide (meacutecanique du solide) par
lrsquoenseignement des formalismes de Lagrange et drsquoHamilton
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Rappels de meacutecanique classique Cineacutematique drsquoune particule Dynamique drsquoune particule Travail et eacutenergie Systegravemes agrave N particules et forces exteacuterieures Degreacutes de liberteacute Chapitre 2 Formalisme de Lagrange Coordonneacutees geacuteneacuteraliseacutees Variation fonctionnelle Le Lagrangien Coordonneacutees curvilignes Contraintes holonomes et non holonomes Applications Particule dans un champ gravitationnel particule lieacutee agrave un ressort problegraveme agrave deux corps le potentiel central Chapitre 3 Formalisme de Hamilton Transformation de Legendre LrsquoHamiltonien Variables canoniques et crochets de Poisson Moments geacuteneacuteraliseacutes Transformations canoniques La meacutethode de Hamilton-Jacobi Lrsquoespace des phases Variables angle-action et fonction geacuteneacuteratrice Systegravemes inteacutegrables Chapitre 4 Mouvement drsquoun solide indeacuteformable Degreacutes de liberteacute drsquoun solide Energie cineacutetique Axes principaux et tenseur drsquoinertie Moment cineacutetique drsquoun solide Approche vectorielle et eacutequations drsquoEuler Approche Lagrangienne et angles drsquoEuler Toupie symeacutetrique Chapitre 5 Meacutecanique Lagrangienne des milieux continus Le passage agrave la limite continue Theacuteorie classique des champs Equations drsquoEuler-Lagrange du champ Chapitre 6 Theacuteoregraveme de Liouville Equation de Hamilton-Jacobi
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A CHARLIER A BERARD M CHARLIER Meacutecanique Analytique - Du cours aux travaux dirigeacutes Ed Ellipses (1989)
- LANDAU et LIFCHITZ Meacutecanique Editions Mir (Moscou) et Ellipses (Paris) - BOUCIF Introduction agrave la meacutecanique analytique De Boeck Bruxelles (2012) - TAYLOR Meacutecanique classique Ellipses Paris (2007) - MARTIN-ROBINE Histoire du principe de moindre action Vuibert Paris (2006) - GOLDSTEIN et al Classical mechanics 3rd Ed Addison-Wesley (USA) (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 19
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance theacuteorique la compreacutehension et la reacutesolution des mouvements vibratoires
et les diffeacuterents types drsquooscillations engendreacutees ainsi que les ondes meacutecaniques et les
mouvements ondulatoires engendreacutes
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
PARTIE I VIBRATIONS Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les vibrations Deacutefinition drsquoun mouvement vibratoire Exemples de systegravemes vibratoires Mouvements peacuteriodiques Chapitre 2 Systegravemes lineacuteaires agrave un degreacute de liberteacute 21 Les oscillations libres Lrsquooscillateur harmonique Pulsation propre drsquoun oscillateur harmonique Lrsquoeacutenergie drsquoun oscillateur harmonique 22 Les oscillations libres amorties Forces drsquoamortissement Equation des mouvements Oscillations pseudopeacuteriodiques (deacutecreacutement logarithmique facteur de qualiteacute) 23 Les oscillations libres forceacutees Deacutefinition Cas drsquoune excitation sinusoiumldale (reacutesonance deacutephasage) Cas drsquoune excitation peacuteriodique quelconque 24 Les oscillations amorties forceacutees Equation des mouvements Reacutegime transitoire reacutegime permanent Bande passante Facteur de qualiteacute 25 Analogie entre systegravemes oscillants meacutecaniques et eacutelectriques Chapitre 3 Systegravemes lineacuteaires agrave plusieurs degreacutes de liberteacute 31 Systegravemes agrave 2 degreacutes de liberteacute (Cas libres - pulsations propres) amortis et amortis forceacutes 32 Systegravemes agrave N degreacutes de liberteacute (comportement geacuteneacuteral) PARTIE II LES ONDES MECANIQUES Chapitre 4 Geacuteneacuteraliteacutes sur les ondes meacutecaniques 41 Classification des ondes 42 Inteacutegrale geacuteneacuterale de lrsquoeacutequation geacuteneacuterale drsquoondes progressives 43 Vitesse de phase vitesse de groupe 44 Notion de front drsquoonde Exemple des ondes planes ondes spheacuteriques 45 Reacuteflexion et transmission des ondes 46 Relation entre les diffeacuterentes grandeurs repreacutesentant lrsquoonde Chapitre 5 Ondes transversales sur une corde 51 Equation de propagation Impeacutedance caracteacuteristique Energie drsquoune onde progressive Reacuteflexion et transmission des ondes Ondes stationnaires Chapitre 6 Ondes longitudinales dans les fluides 61 Ondes planes dans un tuyau cylindrique Equation drsquoondes dans un gaz Equation drsquoondes dans un liquide Impeacutedance acoustique Impeacutedance caracteacuteristique Energie transporteacutee par une onde Coefficients de reacuteflexion et de transmission drsquoondes (conditions aux limites) 62 Effet Doppler Chapitre 7 Ondes eacutelastiques dans les solides
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 20
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoeacutetudiant acquiegravere les connaissances theacuteoriques et les lois fondamentales de lrsquooptique
geacuteomeacutetrique et physique ainsi que les techniques et les instruments utiliseacutes accompagneacutes
de plusieurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Optique geacuteomeacutetrique 11- Principes et lois de lrsquooptique geacuteomeacutetrique 12- Notions de reacutefringence 13- Lois de Snell-Descartes principe de Fermat et construction de Huygens 14- Miroirs spheacuteriques et miroirs plans formule de position et construction drsquoimages 15- Dioptre plan et dioptre spheacuterique formule de conjugaison grandissement notions de
stigmatisme et construction drsquoimages 16- Prisme formules deacuteviation et dispersion 17- Lentilles minces formules de position et construction drsquoimages 18- Instruments optiques œil loupe microscope hellip Chapitre 2 Optique ondulatoire 21- Geacuteneacuteraliteacutes 22- Principe de superposition de deux ondes monochromatiques de mecircme freacutequence 23- Conditions drsquointerfeacuterence Notion de coheacuterence 24- Interfeacuterences de deux ondes coheacuterentes 25- Interfeacuterences agrave ondes multiples Interfeacuteromegravetres de Michelson et de Peacuterot-Fabry 26- Interfeacuterences en lumiegravere polychromatique Chapitre3 Diffraction et ses Applications 31- Diffraction de Fresnel et diffraction de Fraunhoffer 32- Diffraction par une ouverture rectangulaire et diffraction par une ouverture circulaire Chapitre 4 Polarisation 41- Transversaliteacute des ondes 42- Structure dune onde polariseacutee rectilignement 43- Reacuteflexion et reacutefraction par les corps isotropes transparents Chapitre 5 Lasers et ses applications
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- D FIEL amp P COLIN Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Ellipses (1999) - J-P PEREZ Optique - Fondements et Applications avec 250 exercices et problegravemes reacutesolus
Ed Dunod (2004) - F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005) - T BECHERRAWY Optique Geacuteomeacutetrique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Debœck (2006) - E AMZALLAG La Physique en Fac - Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Dunod (2006) - R TAILLET Optique Physique - Interfeacuterences Diffraction Holographie - Cours et exercices
corrigeacutes Ed Debœck (2006) - HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 21
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur les Vibrations et Ondes
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Oscillations transversales des cordes vibrantes 2- Systegravemes eacutelectromeacutecaniques (le haut-parleur eacutelectrodynamique) 3- Oscillations amorties (circuit RLC en oscillations libres et forceacutees) 4- Oscillations coupleacutees eacutetude des battements 5- Oscillations coupleacutees eacutetude des freacutequences propres 6- Propagation dondes longitudinale dans un fluide 7- Cuve rheacuteographique 8- Tube de KUNDT 9- Pheacutenomegravenes drsquoinduction
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 22
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur lrsquooptique geacuteomeacutetrique amp
physique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Introduction les diffeacuterentes sources et deacutetecteurs de lumiegravere 2- Reacuteflexion (miroir plan miroir spheacuterique) et reacutefraction (airverre verreair) 3- Etude du prisme deacuteviation 4- Etude du prisme dispersion 5- Etude du reacuteseau dispersion 6- Spectroscope agrave prisme spectroscope agrave reacuteseau 7- Focomeacutetrie (deacutetermination de la focale dune lentille) 8- Microscope 9- Polarisation de la lumiegravere (rectiligne circulaire elliptique) 10- Reacuteflexion sur une lame dune OEM plane 11- Spectrophotomeacutetrie (transmission de diffeacuterents filtres optiques) 12- Interfeacuteromeacutetrie (deacutetermination de la longueur donde de lindice dune lame agrave face parallegravele de la vitesse) 13- Diffraction (fentes et reacuteseaux loi de Bragg monochromateur)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005)
- HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 23
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation
Objectifs de lrsquoenseignement
La maicirctrise de lrsquooutil numeacuterique par lrsquoenseignement des langages de programmation
eacutevolueacutes drsquoune part et drsquoautre part par lrsquoenseignement des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations algeacutebriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo informatique 1 amp 2 raquo et laquo matheacutematiques 1
amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Initiation (ou rappel) de langages de programmation informatique MATLAB etou MATHEMATICA etou FORTRAN etou C++ Chapitre 2 Inteacutegration numeacuterique 2 1 Meacutethode des Trapegravezes 2 2 Meacutethode de Simpson Chapitre 3 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations non-lineacuteaires 3 1 Meacutethode de Bissection 3 2 Meacutethode de Newton Chapitre 4 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations diffeacuterentielles ordinaires 4 1 Meacutethode dEuler 4 2 Meacutethode de Runge-Kutta Chapitre 5 Reacutesolution numeacuterique des systegravemes deacutequations lineacuteaires 5 1 Meacutethode de Gauss 5 2 Meacutethode de Gauss-Seidel
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
Pour MATLAB - M DJEBLI amp H DJELOUAH Initiation agrave MATLAB OPU (2013) - R DUKKIPATI MATLAB an introduction with applications New Age International
Publishers India (2010) - C WOODFORD and C Phillips Numerical methods with worked examples MATLAB edition
2nd Ed Springer Ltd (2013) Pour C et C++ - C DELANNOY lsquorsquoC++ pour les programmeurs Crsquorsquo 6egraveme Ed Eyrolles Paris (2004) - C CASTEYDE lsquorsquoCours de CC++rsquorsquo Copyright (2005) Pour FORTRAN - B HAHN lsquorsquoIntroduction to Fortran 90 for scientists and engineersrsquorsquo Capetown University South
Africa (1993) - Ph DrsquoAnfray lsquorsquoFortran 77rsquorsquo Universiteacute Paris XIII (1998) - P CORDE et A FOUILLOUX Langage Fortran Support de cours IDRIS (2010) Pour les meacutethodes numeacuteriques - F JEDRZEIJEWSKI Introduction aux meacutethodes numeacuteriques 2egraveme Ed Springer France
(2005) - J HOFFMAN Numerical methods for engineers and scientists 2nd Ed Marcel Dekker USA
(2001) - A QUARTERONI Meacutethodes numeacuteriques algorithmes analyse et appl Springer Italie (2004)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 24
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Probabiliteacutes amp Statistiques
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de deacutecouvrirrsquo le domaine de
lrsquoaleacuteatoire et des probabiliteacutes ainsi que lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees
expeacuterimentales ou numeacuteriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo matheacutematiques 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Eleacutements de base en theacuteorie des probabiliteacutes (2 semaines) I Historique et motivations (utiliteacute des probabiliteacutes en physique) II Axiomatique de base 1 Espace probabiliseacute Univers tribu probabiliteacutes probabiliteacutes conditionnelles 2 Variables aleacuteatoires Deacutefinitions Lois usuelles Entropie Fonctions de variables aleacuteatoires Systegravemes de variables aleacuteatoires Espeacuterance conditionnelle Chapitre 2 Convergences et theacuteoregravemes limites (2 semaines) 1 Un exemple Variations autour du tirage agrave pile ou face 2 Convergences Loi des grands nombres (forte et faible) Theacuteoregraveme central limite 3 Ineacutegaliteacutes fondamentales Tchebychev Jensen Houmllder 4 Grandes deacuteviations Liens avec la limite thermodynamique en physique statistique Chapitre 3 Analyse des seacuteries statistiques (3 semaines) 1 Seacuteries simples Seacuteries doubles 2 Analyse de reacutegression et correacutelation Reacutegressions lineacuteaire simple et multiple Reacutegression non-lineacuteaire (exponentielle logarithmique polynomiale) Chapitre 4 Statistique infeacuterentielle (4 semaines) 1- Estimation parameacutetrique 2- Tests statistiques (tests de correacutelation tests dindeacutependance tests dajustement test de student ANOVA) Chapitre 5 Analyse des donneacutees (3 semaines) 1-Analyse en composantes principales (ACP) 2- Analyse factorielle discriminante (AFD) 3-Analyse de classification (hieacuterarchique automatique)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- FEMENIAS Probabiliteacutes et statistiques pour les sciences physiques Cours et exercices corrigeacutes Dunod Paris (2003)
- SAPORTA Probabiliteacutes Analyse des Donneacutees et Statistique 3egraveme Ed Technip Paris (2011)
- ESCOUBES Probabiliteacutes et statistiques agrave lusage des physiciens Ed Ellipses Paris (1998)
- W APPEL Probabiliteacutes pour les non probabilistes HampK Edition Paris (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 25
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Cristallographie physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs agrave atteindre par lrsquoenseignement de cette matiegravere sont
- Lrsquointroduction des concepts et des proprieacuteteacutes du cristal et du reacuteseau cristallin et
les diffeacuterents modes de reacuteseaux
- La connaissance des lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les
cristaux
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les bases fondamentales de la chimie et la physique de la
premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition de lrsquoeacutetat cristallin Reacuteseaux deacutefinitions Rangeacutee et plan reacuteticulaire Mailles repreacutesentatives Motif Indices de Miller Reacuteseau reacuteciproque Deacutefinition Quelques proprieacuteteacutes et relations avec grandeur du reacuteseau direct Distance inter reacuteticulaire II ndash Symeacutetrie des figures finies Opeacuterations de symeacutetrie Inversion Rotation Reacuteflexion Inversion rotatoire Reacuteflexion rotatoire Notions de points eacutequivalents III ndash Symeacutetrie des reacuteseaux ndash reacuteseaux de Bravais Systegravemes cristallins Les diffeacuterents modes de reacuteseaux Les quatorze reacuteseaux de Bravais Incompatibiliteacute de certains ordres drsquoaxes de rotation avec les reacuteseaux Quelques relations geacuteomeacutetriques dans les reacuteseaux IV ndash Meacutethodes expeacuterimentales de la diffraction Conditions de diffraction Loi de Bragg Equation de Von Laue Construction drsquoEwald Diffeacuterentes meacutethode de diffraction Meacutethode de Laue Meacutethode de Debye-Scherrer Meacutethode du cristal tournant Meacutethode de Weissenberg Diffractomegravetres automatiques V ndash Liaisons chimiques Geacuteneacuteraliteacutes sur les liaisons chimiques Structures stables et eacutenergie interne Les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Forces drsquoattraction i) Liaisons fortes ndash liaisons de valence Liaison ionique Liaison de covalence Liaison meacutetallique Interaction ion-dipocircle Ii) Liaisons faibles- Liaison de Van der Waals Liaison par transfert de charge Liaison hydrogegravene Forces de reacutepulsion
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 26
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Histoire de la Physique
Objectifs de lrsquoenseignement Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert le monde
fabuleux de la physique et son histoire agrave travers le temps et la contribution de ses savants
Connaissances preacutealables recommandeacutees Connaicirctre les sciences physiques de la
premiegravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
1- La physique ancienne 11 Origine de la physique 12 La physique avant Aristote Thales Pythagore Empeacutedocle 13 Les atomistes Leucippe Deacutemocritehellip 14 La physique agrave lrsquoeacutepoque drsquoAristote Theacuteophraste Straton Eacutepicure Zeacutenon 15 Ecole drsquoAlexandrie amp la Physique Euclide Archimegravede Eratosthegravene Ptoleacutemeacutee 2- La contribution de la civilisation islamique agrave lrsquoeacutevolution de la physique 21 Contribution aux progregraves de lrsquoastronomie (al-Khawarizmi Habash al Hasib al-Battani les fregraveres Banou Moussa al-Sufi ibn Yunus et al-Biruni al-Zarqali) 22 Contribution aux progregraves de lrsquooptique al-Kindi ibn Sahl al Hazen 23 Contribution aux progregraves de la meacutecanique (al Fārābi al-Khāzinī al-Jāzāri al-Baghdādī al-Rāzī al-Ṭ ūsī)
24 Contribution aux progregraves sur la constitution de la matiegravere 25 Contribution aux progregraves du magneacutetisme 3- La meacutecanique newtonienne et la theacuteorie eacutelectromagneacutetique 31 Copernic Kepler Galileacutee Newton 32 Le XVIIIe siegravecle le triomphe de la meacutecanique Christiaan Huygens les fregraveres Jacques et Jean Bernoulli Leonhard Euler Jean Le Rond drsquoAlembert Louis de Lagrange 33 Le XIXe siegravecle lrsquoeacutelectromagneacutetisme Franccedilois Arago Hans Christian Oersted Michael Faraday James Clerk Maxwell 34 Lrsquooptique drsquoune vision corpusculaire agrave une vision ondulatoire 35 La crise autour de 1900 4- La meacutecanique quantique 41 La constante de Planck 42 Schroumldinger et son eacutequation 43 Heisenberg et la relation drsquoincertitude 44 Pauli et le principe drsquoexclusion 45 Lrsquoatome de Bohr 46 Dirac et ses contributions agrave la physique quantique 5- La theacuteorie de la relativiteacute 51 La theacuteorie de la relativiteacute restreinte Lrsquoeacutequivalence masse-eacutenergie 52 Application eacutenergie nucleacuteaire (fission fusion) 53 La theacuteorie de la relativiteacute geacuteneacuterale La courbure de lrsquoespace-temps 54 Application Expansion de lrsquounivers modegravele standard de la cosmologie
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J ROSMORDUC Une histoire de la physique et de la chimie Le Seuil coll laquo Points Sciences raquo (1985)
- A DJEBBAR et J ROSMORDUC Une histoire de la science arabe Introduction agrave la connaissance du patrimoine scientifique des pays dislam Le Seuil (2001)
- R TATON Histoire geacuteneacuterale des sciences PUF Quadrige (1983) - M BIEZUNSKI Histoire de la physique moderne la Deacutecouverte (1993) - R LOCQUENEUX Histoire de la physique PUF Que sais-je ndeg421 (1987) - M PATY La physique du XXe siegravecle Vuibert (1996)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 27
Semestre 3 UE Deacutecouverte
Matiegravere Chimie Mineacuterale Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant physicien drsquoacqueacuterir les
connaissances et les lois fondamentales de la chimie mineacuterale
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Connaicirctre les sciences physiques de la premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere - Proprieacuteteacutes peacuteriodiques blocs peacuteriodes groupes ndash Peacuteriodiciteacute des proprieacuteteacutes
physiques et chimiques caractegraveres des meacutetaux des non-meacutetaux et des meacutetalloiumldes Compleacutements sur lrsquoeacutetat solide
- Les meacutetaux alcalins et alcalino-terreux les meacutetaux des groupes IIIa et IVa les halogegravenes lrsquooxygegravene et le soufre lrsquoazote et le phosphore
- Les meacutetaux de transition proprieacuteteacutes les composeacutes de coordination nomenclature isomeacuterie theacuteories des orbitales hybrides theacuteorie du champ cristallin theacuteorie des orbitales moleacuteculaires proprieacuteteacutes magneacutetiques et couleurs Les eacuteleacutements des groupes IB IIB IIIB VIIIB les terres rares
- Equilibres en solution Equilibres homogegravene et heacuteteacuterogegravene La constante drsquoeacutequilibre Les facteurs drsquoeacutequilibre Principe de Le CHATELIER Notions geacuteneacuterales sur les solutions
- La solubiliteacute Paramegravetres influenccedilant la solubiliteacute Aspect thermochimique de la solubiliteacute La dissociation ionique et la solvatation
- Les solutions ioniques Acides et Bases La dissociation ionique (Lrsquoeacutequilibre de dissociation (Lrsquoauto - ionisation de lrsquoeau) Produit ionique de lrsquoeau Geacuteneacuteraliteacute sur les acides et les bases (Deacutefinitions Conseacutequences de la deacutefinition de BRONSTED Forces des acides et des bases) Le pH des acides et des bases La notion de pH Calcul du pH drsquoun acide ou drsquoune base Mesure du pH Neutralisation drsquoun acide par une base Force des acides et des bases Proprieacuteteacute AcidoBasiques - Notion de pH
- Les sels en solution Etude des sels peu solubles (Deacutefinitions Solubiliteacute de sels Produits de solubiliteacute Deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre de solubiliteacute)
- Oxydoreacuteduction Notion de degreacute drsquooxydations ndashReacuteactions Mode drsquoeacutevaluation Examen 100 Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 28
Semestre 3
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3
Objectifs de lrsquoenseignement
- Acquisition drsquoune culture de langue scientifique et des bases de langage courant - Acquisition drsquoune capaciteacute aux techniques de lrsquoexposeacute oral Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues eacutetrangegraveres 1 et 2 enseigneacutees en L1
SM
Contenu de la matiegravere
Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue eacutetrangegravere Entraicircnement agrave la compreacutehension de documents eacutecrits relatifs au domaine de la physique On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique Tous les supports seront utiliseacutes - Traduction de notices et publications Reacutedaction de reacutesumeacutes Bibliographie et exposeacutes de projet
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
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Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 37
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 38
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 40
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
------------------
Aoucirct 2014
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 42
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 19
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
La connaissance theacuteorique la compreacutehension et la reacutesolution des mouvements vibratoires
et les diffeacuterents types drsquooscillations engendreacutees ainsi que les ondes meacutecaniques et les
mouvements ondulatoires engendreacutes
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
PARTIE I VIBRATIONS Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes sur les vibrations Deacutefinition drsquoun mouvement vibratoire Exemples de systegravemes vibratoires Mouvements peacuteriodiques Chapitre 2 Systegravemes lineacuteaires agrave un degreacute de liberteacute 21 Les oscillations libres Lrsquooscillateur harmonique Pulsation propre drsquoun oscillateur harmonique Lrsquoeacutenergie drsquoun oscillateur harmonique 22 Les oscillations libres amorties Forces drsquoamortissement Equation des mouvements Oscillations pseudopeacuteriodiques (deacutecreacutement logarithmique facteur de qualiteacute) 23 Les oscillations libres forceacutees Deacutefinition Cas drsquoune excitation sinusoiumldale (reacutesonance deacutephasage) Cas drsquoune excitation peacuteriodique quelconque 24 Les oscillations amorties forceacutees Equation des mouvements Reacutegime transitoire reacutegime permanent Bande passante Facteur de qualiteacute 25 Analogie entre systegravemes oscillants meacutecaniques et eacutelectriques Chapitre 3 Systegravemes lineacuteaires agrave plusieurs degreacutes de liberteacute 31 Systegravemes agrave 2 degreacutes de liberteacute (Cas libres - pulsations propres) amortis et amortis forceacutes 32 Systegravemes agrave N degreacutes de liberteacute (comportement geacuteneacuteral) PARTIE II LES ONDES MECANIQUES Chapitre 4 Geacuteneacuteraliteacutes sur les ondes meacutecaniques 41 Classification des ondes 42 Inteacutegrale geacuteneacuterale de lrsquoeacutequation geacuteneacuterale drsquoondes progressives 43 Vitesse de phase vitesse de groupe 44 Notion de front drsquoonde Exemple des ondes planes ondes spheacuteriques 45 Reacuteflexion et transmission des ondes 46 Relation entre les diffeacuterentes grandeurs repreacutesentant lrsquoonde Chapitre 5 Ondes transversales sur une corde 51 Equation de propagation Impeacutedance caracteacuteristique Energie drsquoune onde progressive Reacuteflexion et transmission des ondes Ondes stationnaires Chapitre 6 Ondes longitudinales dans les fluides 61 Ondes planes dans un tuyau cylindrique Equation drsquoondes dans un gaz Equation drsquoondes dans un liquide Impeacutedance acoustique Impeacutedance caracteacuteristique Energie transporteacutee par une onde Coefficients de reacuteflexion et de transmission drsquoondes (conditions aux limites) 62 Effet Doppler Chapitre 7 Ondes eacutelastiques dans les solides
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 20
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoeacutetudiant acquiegravere les connaissances theacuteoriques et les lois fondamentales de lrsquooptique
geacuteomeacutetrique et physique ainsi que les techniques et les instruments utiliseacutes accompagneacutes
de plusieurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Optique geacuteomeacutetrique 11- Principes et lois de lrsquooptique geacuteomeacutetrique 12- Notions de reacutefringence 13- Lois de Snell-Descartes principe de Fermat et construction de Huygens 14- Miroirs spheacuteriques et miroirs plans formule de position et construction drsquoimages 15- Dioptre plan et dioptre spheacuterique formule de conjugaison grandissement notions de
stigmatisme et construction drsquoimages 16- Prisme formules deacuteviation et dispersion 17- Lentilles minces formules de position et construction drsquoimages 18- Instruments optiques œil loupe microscope hellip Chapitre 2 Optique ondulatoire 21- Geacuteneacuteraliteacutes 22- Principe de superposition de deux ondes monochromatiques de mecircme freacutequence 23- Conditions drsquointerfeacuterence Notion de coheacuterence 24- Interfeacuterences de deux ondes coheacuterentes 25- Interfeacuterences agrave ondes multiples Interfeacuteromegravetres de Michelson et de Peacuterot-Fabry 26- Interfeacuterences en lumiegravere polychromatique Chapitre3 Diffraction et ses Applications 31- Diffraction de Fresnel et diffraction de Fraunhoffer 32- Diffraction par une ouverture rectangulaire et diffraction par une ouverture circulaire Chapitre 4 Polarisation 41- Transversaliteacute des ondes 42- Structure dune onde polariseacutee rectilignement 43- Reacuteflexion et reacutefraction par les corps isotropes transparents Chapitre 5 Lasers et ses applications
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- D FIEL amp P COLIN Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Ellipses (1999) - J-P PEREZ Optique - Fondements et Applications avec 250 exercices et problegravemes reacutesolus
Ed Dunod (2004) - F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005) - T BECHERRAWY Optique Geacuteomeacutetrique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Debœck (2006) - E AMZALLAG La Physique en Fac - Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Dunod (2006) - R TAILLET Optique Physique - Interfeacuterences Diffraction Holographie - Cours et exercices
corrigeacutes Ed Debœck (2006) - HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 21
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur les Vibrations et Ondes
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Oscillations transversales des cordes vibrantes 2- Systegravemes eacutelectromeacutecaniques (le haut-parleur eacutelectrodynamique) 3- Oscillations amorties (circuit RLC en oscillations libres et forceacutees) 4- Oscillations coupleacutees eacutetude des battements 5- Oscillations coupleacutees eacutetude des freacutequences propres 6- Propagation dondes longitudinale dans un fluide 7- Cuve rheacuteographique 8- Tube de KUNDT 9- Pheacutenomegravenes drsquoinduction
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 22
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur lrsquooptique geacuteomeacutetrique amp
physique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Introduction les diffeacuterentes sources et deacutetecteurs de lumiegravere 2- Reacuteflexion (miroir plan miroir spheacuterique) et reacutefraction (airverre verreair) 3- Etude du prisme deacuteviation 4- Etude du prisme dispersion 5- Etude du reacuteseau dispersion 6- Spectroscope agrave prisme spectroscope agrave reacuteseau 7- Focomeacutetrie (deacutetermination de la focale dune lentille) 8- Microscope 9- Polarisation de la lumiegravere (rectiligne circulaire elliptique) 10- Reacuteflexion sur une lame dune OEM plane 11- Spectrophotomeacutetrie (transmission de diffeacuterents filtres optiques) 12- Interfeacuteromeacutetrie (deacutetermination de la longueur donde de lindice dune lame agrave face parallegravele de la vitesse) 13- Diffraction (fentes et reacuteseaux loi de Bragg monochromateur)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005)
- HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 23
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation
Objectifs de lrsquoenseignement
La maicirctrise de lrsquooutil numeacuterique par lrsquoenseignement des langages de programmation
eacutevolueacutes drsquoune part et drsquoautre part par lrsquoenseignement des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations algeacutebriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo informatique 1 amp 2 raquo et laquo matheacutematiques 1
amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Initiation (ou rappel) de langages de programmation informatique MATLAB etou MATHEMATICA etou FORTRAN etou C++ Chapitre 2 Inteacutegration numeacuterique 2 1 Meacutethode des Trapegravezes 2 2 Meacutethode de Simpson Chapitre 3 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations non-lineacuteaires 3 1 Meacutethode de Bissection 3 2 Meacutethode de Newton Chapitre 4 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations diffeacuterentielles ordinaires 4 1 Meacutethode dEuler 4 2 Meacutethode de Runge-Kutta Chapitre 5 Reacutesolution numeacuterique des systegravemes deacutequations lineacuteaires 5 1 Meacutethode de Gauss 5 2 Meacutethode de Gauss-Seidel
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
Pour MATLAB - M DJEBLI amp H DJELOUAH Initiation agrave MATLAB OPU (2013) - R DUKKIPATI MATLAB an introduction with applications New Age International
Publishers India (2010) - C WOODFORD and C Phillips Numerical methods with worked examples MATLAB edition
2nd Ed Springer Ltd (2013) Pour C et C++ - C DELANNOY lsquorsquoC++ pour les programmeurs Crsquorsquo 6egraveme Ed Eyrolles Paris (2004) - C CASTEYDE lsquorsquoCours de CC++rsquorsquo Copyright (2005) Pour FORTRAN - B HAHN lsquorsquoIntroduction to Fortran 90 for scientists and engineersrsquorsquo Capetown University South
Africa (1993) - Ph DrsquoAnfray lsquorsquoFortran 77rsquorsquo Universiteacute Paris XIII (1998) - P CORDE et A FOUILLOUX Langage Fortran Support de cours IDRIS (2010) Pour les meacutethodes numeacuteriques - F JEDRZEIJEWSKI Introduction aux meacutethodes numeacuteriques 2egraveme Ed Springer France
(2005) - J HOFFMAN Numerical methods for engineers and scientists 2nd Ed Marcel Dekker USA
(2001) - A QUARTERONI Meacutethodes numeacuteriques algorithmes analyse et appl Springer Italie (2004)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 24
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Probabiliteacutes amp Statistiques
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de deacutecouvrirrsquo le domaine de
lrsquoaleacuteatoire et des probabiliteacutes ainsi que lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees
expeacuterimentales ou numeacuteriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo matheacutematiques 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Eleacutements de base en theacuteorie des probabiliteacutes (2 semaines) I Historique et motivations (utiliteacute des probabiliteacutes en physique) II Axiomatique de base 1 Espace probabiliseacute Univers tribu probabiliteacutes probabiliteacutes conditionnelles 2 Variables aleacuteatoires Deacutefinitions Lois usuelles Entropie Fonctions de variables aleacuteatoires Systegravemes de variables aleacuteatoires Espeacuterance conditionnelle Chapitre 2 Convergences et theacuteoregravemes limites (2 semaines) 1 Un exemple Variations autour du tirage agrave pile ou face 2 Convergences Loi des grands nombres (forte et faible) Theacuteoregraveme central limite 3 Ineacutegaliteacutes fondamentales Tchebychev Jensen Houmllder 4 Grandes deacuteviations Liens avec la limite thermodynamique en physique statistique Chapitre 3 Analyse des seacuteries statistiques (3 semaines) 1 Seacuteries simples Seacuteries doubles 2 Analyse de reacutegression et correacutelation Reacutegressions lineacuteaire simple et multiple Reacutegression non-lineacuteaire (exponentielle logarithmique polynomiale) Chapitre 4 Statistique infeacuterentielle (4 semaines) 1- Estimation parameacutetrique 2- Tests statistiques (tests de correacutelation tests dindeacutependance tests dajustement test de student ANOVA) Chapitre 5 Analyse des donneacutees (3 semaines) 1-Analyse en composantes principales (ACP) 2- Analyse factorielle discriminante (AFD) 3-Analyse de classification (hieacuterarchique automatique)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- FEMENIAS Probabiliteacutes et statistiques pour les sciences physiques Cours et exercices corrigeacutes Dunod Paris (2003)
- SAPORTA Probabiliteacutes Analyse des Donneacutees et Statistique 3egraveme Ed Technip Paris (2011)
- ESCOUBES Probabiliteacutes et statistiques agrave lusage des physiciens Ed Ellipses Paris (1998)
- W APPEL Probabiliteacutes pour les non probabilistes HampK Edition Paris (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 25
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Cristallographie physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs agrave atteindre par lrsquoenseignement de cette matiegravere sont
- Lrsquointroduction des concepts et des proprieacuteteacutes du cristal et du reacuteseau cristallin et
les diffeacuterents modes de reacuteseaux
- La connaissance des lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les
cristaux
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les bases fondamentales de la chimie et la physique de la
premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition de lrsquoeacutetat cristallin Reacuteseaux deacutefinitions Rangeacutee et plan reacuteticulaire Mailles repreacutesentatives Motif Indices de Miller Reacuteseau reacuteciproque Deacutefinition Quelques proprieacuteteacutes et relations avec grandeur du reacuteseau direct Distance inter reacuteticulaire II ndash Symeacutetrie des figures finies Opeacuterations de symeacutetrie Inversion Rotation Reacuteflexion Inversion rotatoire Reacuteflexion rotatoire Notions de points eacutequivalents III ndash Symeacutetrie des reacuteseaux ndash reacuteseaux de Bravais Systegravemes cristallins Les diffeacuterents modes de reacuteseaux Les quatorze reacuteseaux de Bravais Incompatibiliteacute de certains ordres drsquoaxes de rotation avec les reacuteseaux Quelques relations geacuteomeacutetriques dans les reacuteseaux IV ndash Meacutethodes expeacuterimentales de la diffraction Conditions de diffraction Loi de Bragg Equation de Von Laue Construction drsquoEwald Diffeacuterentes meacutethode de diffraction Meacutethode de Laue Meacutethode de Debye-Scherrer Meacutethode du cristal tournant Meacutethode de Weissenberg Diffractomegravetres automatiques V ndash Liaisons chimiques Geacuteneacuteraliteacutes sur les liaisons chimiques Structures stables et eacutenergie interne Les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Forces drsquoattraction i) Liaisons fortes ndash liaisons de valence Liaison ionique Liaison de covalence Liaison meacutetallique Interaction ion-dipocircle Ii) Liaisons faibles- Liaison de Van der Waals Liaison par transfert de charge Liaison hydrogegravene Forces de reacutepulsion
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 26
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Histoire de la Physique
Objectifs de lrsquoenseignement Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert le monde
fabuleux de la physique et son histoire agrave travers le temps et la contribution de ses savants
Connaissances preacutealables recommandeacutees Connaicirctre les sciences physiques de la
premiegravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
1- La physique ancienne 11 Origine de la physique 12 La physique avant Aristote Thales Pythagore Empeacutedocle 13 Les atomistes Leucippe Deacutemocritehellip 14 La physique agrave lrsquoeacutepoque drsquoAristote Theacuteophraste Straton Eacutepicure Zeacutenon 15 Ecole drsquoAlexandrie amp la Physique Euclide Archimegravede Eratosthegravene Ptoleacutemeacutee 2- La contribution de la civilisation islamique agrave lrsquoeacutevolution de la physique 21 Contribution aux progregraves de lrsquoastronomie (al-Khawarizmi Habash al Hasib al-Battani les fregraveres Banou Moussa al-Sufi ibn Yunus et al-Biruni al-Zarqali) 22 Contribution aux progregraves de lrsquooptique al-Kindi ibn Sahl al Hazen 23 Contribution aux progregraves de la meacutecanique (al Fārābi al-Khāzinī al-Jāzāri al-Baghdādī al-Rāzī al-Ṭ ūsī)
24 Contribution aux progregraves sur la constitution de la matiegravere 25 Contribution aux progregraves du magneacutetisme 3- La meacutecanique newtonienne et la theacuteorie eacutelectromagneacutetique 31 Copernic Kepler Galileacutee Newton 32 Le XVIIIe siegravecle le triomphe de la meacutecanique Christiaan Huygens les fregraveres Jacques et Jean Bernoulli Leonhard Euler Jean Le Rond drsquoAlembert Louis de Lagrange 33 Le XIXe siegravecle lrsquoeacutelectromagneacutetisme Franccedilois Arago Hans Christian Oersted Michael Faraday James Clerk Maxwell 34 Lrsquooptique drsquoune vision corpusculaire agrave une vision ondulatoire 35 La crise autour de 1900 4- La meacutecanique quantique 41 La constante de Planck 42 Schroumldinger et son eacutequation 43 Heisenberg et la relation drsquoincertitude 44 Pauli et le principe drsquoexclusion 45 Lrsquoatome de Bohr 46 Dirac et ses contributions agrave la physique quantique 5- La theacuteorie de la relativiteacute 51 La theacuteorie de la relativiteacute restreinte Lrsquoeacutequivalence masse-eacutenergie 52 Application eacutenergie nucleacuteaire (fission fusion) 53 La theacuteorie de la relativiteacute geacuteneacuterale La courbure de lrsquoespace-temps 54 Application Expansion de lrsquounivers modegravele standard de la cosmologie
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J ROSMORDUC Une histoire de la physique et de la chimie Le Seuil coll laquo Points Sciences raquo (1985)
- A DJEBBAR et J ROSMORDUC Une histoire de la science arabe Introduction agrave la connaissance du patrimoine scientifique des pays dislam Le Seuil (2001)
- R TATON Histoire geacuteneacuterale des sciences PUF Quadrige (1983) - M BIEZUNSKI Histoire de la physique moderne la Deacutecouverte (1993) - R LOCQUENEUX Histoire de la physique PUF Que sais-je ndeg421 (1987) - M PATY La physique du XXe siegravecle Vuibert (1996)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 27
Semestre 3 UE Deacutecouverte
Matiegravere Chimie Mineacuterale Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant physicien drsquoacqueacuterir les
connaissances et les lois fondamentales de la chimie mineacuterale
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Connaicirctre les sciences physiques de la premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere - Proprieacuteteacutes peacuteriodiques blocs peacuteriodes groupes ndash Peacuteriodiciteacute des proprieacuteteacutes
physiques et chimiques caractegraveres des meacutetaux des non-meacutetaux et des meacutetalloiumldes Compleacutements sur lrsquoeacutetat solide
- Les meacutetaux alcalins et alcalino-terreux les meacutetaux des groupes IIIa et IVa les halogegravenes lrsquooxygegravene et le soufre lrsquoazote et le phosphore
- Les meacutetaux de transition proprieacuteteacutes les composeacutes de coordination nomenclature isomeacuterie theacuteories des orbitales hybrides theacuteorie du champ cristallin theacuteorie des orbitales moleacuteculaires proprieacuteteacutes magneacutetiques et couleurs Les eacuteleacutements des groupes IB IIB IIIB VIIIB les terres rares
- Equilibres en solution Equilibres homogegravene et heacuteteacuterogegravene La constante drsquoeacutequilibre Les facteurs drsquoeacutequilibre Principe de Le CHATELIER Notions geacuteneacuterales sur les solutions
- La solubiliteacute Paramegravetres influenccedilant la solubiliteacute Aspect thermochimique de la solubiliteacute La dissociation ionique et la solvatation
- Les solutions ioniques Acides et Bases La dissociation ionique (Lrsquoeacutequilibre de dissociation (Lrsquoauto - ionisation de lrsquoeau) Produit ionique de lrsquoeau Geacuteneacuteraliteacute sur les acides et les bases (Deacutefinitions Conseacutequences de la deacutefinition de BRONSTED Forces des acides et des bases) Le pH des acides et des bases La notion de pH Calcul du pH drsquoun acide ou drsquoune base Mesure du pH Neutralisation drsquoun acide par une base Force des acides et des bases Proprieacuteteacute AcidoBasiques - Notion de pH
- Les sels en solution Etude des sels peu solubles (Deacutefinitions Solubiliteacute de sels Produits de solubiliteacute Deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre de solubiliteacute)
- Oxydoreacuteduction Notion de degreacute drsquooxydations ndashReacuteactions Mode drsquoeacutevaluation Examen 100 Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 28
Semestre 3
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3
Objectifs de lrsquoenseignement
- Acquisition drsquoune culture de langue scientifique et des bases de langage courant - Acquisition drsquoune capaciteacute aux techniques de lrsquoexposeacute oral Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues eacutetrangegraveres 1 et 2 enseigneacutees en L1
SM
Contenu de la matiegravere
Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue eacutetrangegravere Entraicircnement agrave la compreacutehension de documents eacutecrits relatifs au domaine de la physique On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique Tous les supports seront utiliseacutes - Traduction de notices et publications Reacutedaction de reacutesumeacutes Bibliographie et exposeacutes de projet
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 29
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 30
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 31
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 32
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 33
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 34
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 36
Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 37
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 38
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 39
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 40
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 41
Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Aoucirct 2014
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 42
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 20
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Optique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoeacutetudiant acquiegravere les connaissances theacuteoriques et les lois fondamentales de lrsquooptique
geacuteomeacutetrique et physique ainsi que les techniques et les instruments utiliseacutes accompagneacutes
de plusieurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Physique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Optique geacuteomeacutetrique 11- Principes et lois de lrsquooptique geacuteomeacutetrique 12- Notions de reacutefringence 13- Lois de Snell-Descartes principe de Fermat et construction de Huygens 14- Miroirs spheacuteriques et miroirs plans formule de position et construction drsquoimages 15- Dioptre plan et dioptre spheacuterique formule de conjugaison grandissement notions de
stigmatisme et construction drsquoimages 16- Prisme formules deacuteviation et dispersion 17- Lentilles minces formules de position et construction drsquoimages 18- Instruments optiques œil loupe microscope hellip Chapitre 2 Optique ondulatoire 21- Geacuteneacuteraliteacutes 22- Principe de superposition de deux ondes monochromatiques de mecircme freacutequence 23- Conditions drsquointerfeacuterence Notion de coheacuterence 24- Interfeacuterences de deux ondes coheacuterentes 25- Interfeacuterences agrave ondes multiples Interfeacuteromegravetres de Michelson et de Peacuterot-Fabry 26- Interfeacuterences en lumiegravere polychromatique Chapitre3 Diffraction et ses Applications 31- Diffraction de Fresnel et diffraction de Fraunhoffer 32- Diffraction par une ouverture rectangulaire et diffraction par une ouverture circulaire Chapitre 4 Polarisation 41- Transversaliteacute des ondes 42- Structure dune onde polariseacutee rectilignement 43- Reacuteflexion et reacutefraction par les corps isotropes transparents Chapitre 5 Lasers et ses applications
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- D FIEL amp P COLIN Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Ellipses (1999) - J-P PEREZ Optique - Fondements et Applications avec 250 exercices et problegravemes reacutesolus
Ed Dunod (2004) - F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005) - T BECHERRAWY Optique Geacuteomeacutetrique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Debœck (2006) - E AMZALLAG La Physique en Fac - Optique - Cours et exercices corrigeacutes Ed Dunod (2006) - R TAILLET Optique Physique - Interfeacuterences Diffraction Holographie - Cours et exercices
corrigeacutes Ed Debœck (2006) - HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 21
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur les Vibrations et Ondes
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Oscillations transversales des cordes vibrantes 2- Systegravemes eacutelectromeacutecaniques (le haut-parleur eacutelectrodynamique) 3- Oscillations amorties (circuit RLC en oscillations libres et forceacutees) 4- Oscillations coupleacutees eacutetude des battements 5- Oscillations coupleacutees eacutetude des freacutequences propres 6- Propagation dondes longitudinale dans un fluide 7- Cuve rheacuteographique 8- Tube de KUNDT 9- Pheacutenomegravenes drsquoinduction
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 22
Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur lrsquooptique geacuteomeacutetrique amp
physique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Introduction les diffeacuterentes sources et deacutetecteurs de lumiegravere 2- Reacuteflexion (miroir plan miroir spheacuterique) et reacutefraction (airverre verreair) 3- Etude du prisme deacuteviation 4- Etude du prisme dispersion 5- Etude du reacuteseau dispersion 6- Spectroscope agrave prisme spectroscope agrave reacuteseau 7- Focomeacutetrie (deacutetermination de la focale dune lentille) 8- Microscope 9- Polarisation de la lumiegravere (rectiligne circulaire elliptique) 10- Reacuteflexion sur une lame dune OEM plane 11- Spectrophotomeacutetrie (transmission de diffeacuterents filtres optiques) 12- Interfeacuteromeacutetrie (deacutetermination de la longueur donde de lindice dune lame agrave face parallegravele de la vitesse) 13- Diffraction (fentes et reacuteseaux loi de Bragg monochromateur)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005)
- HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 23
Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation
Objectifs de lrsquoenseignement
La maicirctrise de lrsquooutil numeacuterique par lrsquoenseignement des langages de programmation
eacutevolueacutes drsquoune part et drsquoautre part par lrsquoenseignement des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations algeacutebriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo informatique 1 amp 2 raquo et laquo matheacutematiques 1
amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Initiation (ou rappel) de langages de programmation informatique MATLAB etou MATHEMATICA etou FORTRAN etou C++ Chapitre 2 Inteacutegration numeacuterique 2 1 Meacutethode des Trapegravezes 2 2 Meacutethode de Simpson Chapitre 3 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations non-lineacuteaires 3 1 Meacutethode de Bissection 3 2 Meacutethode de Newton Chapitre 4 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations diffeacuterentielles ordinaires 4 1 Meacutethode dEuler 4 2 Meacutethode de Runge-Kutta Chapitre 5 Reacutesolution numeacuterique des systegravemes deacutequations lineacuteaires 5 1 Meacutethode de Gauss 5 2 Meacutethode de Gauss-Seidel
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
Pour MATLAB - M DJEBLI amp H DJELOUAH Initiation agrave MATLAB OPU (2013) - R DUKKIPATI MATLAB an introduction with applications New Age International
Publishers India (2010) - C WOODFORD and C Phillips Numerical methods with worked examples MATLAB edition
2nd Ed Springer Ltd (2013) Pour C et C++ - C DELANNOY lsquorsquoC++ pour les programmeurs Crsquorsquo 6egraveme Ed Eyrolles Paris (2004) - C CASTEYDE lsquorsquoCours de CC++rsquorsquo Copyright (2005) Pour FORTRAN - B HAHN lsquorsquoIntroduction to Fortran 90 for scientists and engineersrsquorsquo Capetown University South
Africa (1993) - Ph DrsquoAnfray lsquorsquoFortran 77rsquorsquo Universiteacute Paris XIII (1998) - P CORDE et A FOUILLOUX Langage Fortran Support de cours IDRIS (2010) Pour les meacutethodes numeacuteriques - F JEDRZEIJEWSKI Introduction aux meacutethodes numeacuteriques 2egraveme Ed Springer France
(2005) - J HOFFMAN Numerical methods for engineers and scientists 2nd Ed Marcel Dekker USA
(2001) - A QUARTERONI Meacutethodes numeacuteriques algorithmes analyse et appl Springer Italie (2004)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 24
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Probabiliteacutes amp Statistiques
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de deacutecouvrirrsquo le domaine de
lrsquoaleacuteatoire et des probabiliteacutes ainsi que lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees
expeacuterimentales ou numeacuteriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo matheacutematiques 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Eleacutements de base en theacuteorie des probabiliteacutes (2 semaines) I Historique et motivations (utiliteacute des probabiliteacutes en physique) II Axiomatique de base 1 Espace probabiliseacute Univers tribu probabiliteacutes probabiliteacutes conditionnelles 2 Variables aleacuteatoires Deacutefinitions Lois usuelles Entropie Fonctions de variables aleacuteatoires Systegravemes de variables aleacuteatoires Espeacuterance conditionnelle Chapitre 2 Convergences et theacuteoregravemes limites (2 semaines) 1 Un exemple Variations autour du tirage agrave pile ou face 2 Convergences Loi des grands nombres (forte et faible) Theacuteoregraveme central limite 3 Ineacutegaliteacutes fondamentales Tchebychev Jensen Houmllder 4 Grandes deacuteviations Liens avec la limite thermodynamique en physique statistique Chapitre 3 Analyse des seacuteries statistiques (3 semaines) 1 Seacuteries simples Seacuteries doubles 2 Analyse de reacutegression et correacutelation Reacutegressions lineacuteaire simple et multiple Reacutegression non-lineacuteaire (exponentielle logarithmique polynomiale) Chapitre 4 Statistique infeacuterentielle (4 semaines) 1- Estimation parameacutetrique 2- Tests statistiques (tests de correacutelation tests dindeacutependance tests dajustement test de student ANOVA) Chapitre 5 Analyse des donneacutees (3 semaines) 1-Analyse en composantes principales (ACP) 2- Analyse factorielle discriminante (AFD) 3-Analyse de classification (hieacuterarchique automatique)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- FEMENIAS Probabiliteacutes et statistiques pour les sciences physiques Cours et exercices corrigeacutes Dunod Paris (2003)
- SAPORTA Probabiliteacutes Analyse des Donneacutees et Statistique 3egraveme Ed Technip Paris (2011)
- ESCOUBES Probabiliteacutes et statistiques agrave lusage des physiciens Ed Ellipses Paris (1998)
- W APPEL Probabiliteacutes pour les non probabilistes HampK Edition Paris (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 25
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Cristallographie physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs agrave atteindre par lrsquoenseignement de cette matiegravere sont
- Lrsquointroduction des concepts et des proprieacuteteacutes du cristal et du reacuteseau cristallin et
les diffeacuterents modes de reacuteseaux
- La connaissance des lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les
cristaux
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les bases fondamentales de la chimie et la physique de la
premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition de lrsquoeacutetat cristallin Reacuteseaux deacutefinitions Rangeacutee et plan reacuteticulaire Mailles repreacutesentatives Motif Indices de Miller Reacuteseau reacuteciproque Deacutefinition Quelques proprieacuteteacutes et relations avec grandeur du reacuteseau direct Distance inter reacuteticulaire II ndash Symeacutetrie des figures finies Opeacuterations de symeacutetrie Inversion Rotation Reacuteflexion Inversion rotatoire Reacuteflexion rotatoire Notions de points eacutequivalents III ndash Symeacutetrie des reacuteseaux ndash reacuteseaux de Bravais Systegravemes cristallins Les diffeacuterents modes de reacuteseaux Les quatorze reacuteseaux de Bravais Incompatibiliteacute de certains ordres drsquoaxes de rotation avec les reacuteseaux Quelques relations geacuteomeacutetriques dans les reacuteseaux IV ndash Meacutethodes expeacuterimentales de la diffraction Conditions de diffraction Loi de Bragg Equation de Von Laue Construction drsquoEwald Diffeacuterentes meacutethode de diffraction Meacutethode de Laue Meacutethode de Debye-Scherrer Meacutethode du cristal tournant Meacutethode de Weissenberg Diffractomegravetres automatiques V ndash Liaisons chimiques Geacuteneacuteraliteacutes sur les liaisons chimiques Structures stables et eacutenergie interne Les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Forces drsquoattraction i) Liaisons fortes ndash liaisons de valence Liaison ionique Liaison de covalence Liaison meacutetallique Interaction ion-dipocircle Ii) Liaisons faibles- Liaison de Van der Waals Liaison par transfert de charge Liaison hydrogegravene Forces de reacutepulsion
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Histoire de la Physique
Objectifs de lrsquoenseignement Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert le monde
fabuleux de la physique et son histoire agrave travers le temps et la contribution de ses savants
Connaissances preacutealables recommandeacutees Connaicirctre les sciences physiques de la
premiegravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
1- La physique ancienne 11 Origine de la physique 12 La physique avant Aristote Thales Pythagore Empeacutedocle 13 Les atomistes Leucippe Deacutemocritehellip 14 La physique agrave lrsquoeacutepoque drsquoAristote Theacuteophraste Straton Eacutepicure Zeacutenon 15 Ecole drsquoAlexandrie amp la Physique Euclide Archimegravede Eratosthegravene Ptoleacutemeacutee 2- La contribution de la civilisation islamique agrave lrsquoeacutevolution de la physique 21 Contribution aux progregraves de lrsquoastronomie (al-Khawarizmi Habash al Hasib al-Battani les fregraveres Banou Moussa al-Sufi ibn Yunus et al-Biruni al-Zarqali) 22 Contribution aux progregraves de lrsquooptique al-Kindi ibn Sahl al Hazen 23 Contribution aux progregraves de la meacutecanique (al Fārābi al-Khāzinī al-Jāzāri al-Baghdādī al-Rāzī al-Ṭ ūsī)
24 Contribution aux progregraves sur la constitution de la matiegravere 25 Contribution aux progregraves du magneacutetisme 3- La meacutecanique newtonienne et la theacuteorie eacutelectromagneacutetique 31 Copernic Kepler Galileacutee Newton 32 Le XVIIIe siegravecle le triomphe de la meacutecanique Christiaan Huygens les fregraveres Jacques et Jean Bernoulli Leonhard Euler Jean Le Rond drsquoAlembert Louis de Lagrange 33 Le XIXe siegravecle lrsquoeacutelectromagneacutetisme Franccedilois Arago Hans Christian Oersted Michael Faraday James Clerk Maxwell 34 Lrsquooptique drsquoune vision corpusculaire agrave une vision ondulatoire 35 La crise autour de 1900 4- La meacutecanique quantique 41 La constante de Planck 42 Schroumldinger et son eacutequation 43 Heisenberg et la relation drsquoincertitude 44 Pauli et le principe drsquoexclusion 45 Lrsquoatome de Bohr 46 Dirac et ses contributions agrave la physique quantique 5- La theacuteorie de la relativiteacute 51 La theacuteorie de la relativiteacute restreinte Lrsquoeacutequivalence masse-eacutenergie 52 Application eacutenergie nucleacuteaire (fission fusion) 53 La theacuteorie de la relativiteacute geacuteneacuterale La courbure de lrsquoespace-temps 54 Application Expansion de lrsquounivers modegravele standard de la cosmologie
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J ROSMORDUC Une histoire de la physique et de la chimie Le Seuil coll laquo Points Sciences raquo (1985)
- A DJEBBAR et J ROSMORDUC Une histoire de la science arabe Introduction agrave la connaissance du patrimoine scientifique des pays dislam Le Seuil (2001)
- R TATON Histoire geacuteneacuterale des sciences PUF Quadrige (1983) - M BIEZUNSKI Histoire de la physique moderne la Deacutecouverte (1993) - R LOCQUENEUX Histoire de la physique PUF Que sais-je ndeg421 (1987) - M PATY La physique du XXe siegravecle Vuibert (1996)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 27
Semestre 3 UE Deacutecouverte
Matiegravere Chimie Mineacuterale Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant physicien drsquoacqueacuterir les
connaissances et les lois fondamentales de la chimie mineacuterale
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Connaicirctre les sciences physiques de la premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere - Proprieacuteteacutes peacuteriodiques blocs peacuteriodes groupes ndash Peacuteriodiciteacute des proprieacuteteacutes
physiques et chimiques caractegraveres des meacutetaux des non-meacutetaux et des meacutetalloiumldes Compleacutements sur lrsquoeacutetat solide
- Les meacutetaux alcalins et alcalino-terreux les meacutetaux des groupes IIIa et IVa les halogegravenes lrsquooxygegravene et le soufre lrsquoazote et le phosphore
- Les meacutetaux de transition proprieacuteteacutes les composeacutes de coordination nomenclature isomeacuterie theacuteories des orbitales hybrides theacuteorie du champ cristallin theacuteorie des orbitales moleacuteculaires proprieacuteteacutes magneacutetiques et couleurs Les eacuteleacutements des groupes IB IIB IIIB VIIIB les terres rares
- Equilibres en solution Equilibres homogegravene et heacuteteacuterogegravene La constante drsquoeacutequilibre Les facteurs drsquoeacutequilibre Principe de Le CHATELIER Notions geacuteneacuterales sur les solutions
- La solubiliteacute Paramegravetres influenccedilant la solubiliteacute Aspect thermochimique de la solubiliteacute La dissociation ionique et la solvatation
- Les solutions ioniques Acides et Bases La dissociation ionique (Lrsquoeacutequilibre de dissociation (Lrsquoauto - ionisation de lrsquoeau) Produit ionique de lrsquoeau Geacuteneacuteraliteacute sur les acides et les bases (Deacutefinitions Conseacutequences de la deacutefinition de BRONSTED Forces des acides et des bases) Le pH des acides et des bases La notion de pH Calcul du pH drsquoun acide ou drsquoune base Mesure du pH Neutralisation drsquoun acide par une base Force des acides et des bases Proprieacuteteacute AcidoBasiques - Notion de pH
- Les sels en solution Etude des sels peu solubles (Deacutefinitions Solubiliteacute de sels Produits de solubiliteacute Deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre de solubiliteacute)
- Oxydoreacuteduction Notion de degreacute drsquooxydations ndashReacuteactions Mode drsquoeacutevaluation Examen 100 Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3
Objectifs de lrsquoenseignement
- Acquisition drsquoune culture de langue scientifique et des bases de langage courant - Acquisition drsquoune capaciteacute aux techniques de lrsquoexposeacute oral Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues eacutetrangegraveres 1 et 2 enseigneacutees en L1
SM
Contenu de la matiegravere
Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue eacutetrangegravere Entraicircnement agrave la compreacutehension de documents eacutecrits relatifs au domaine de la physique On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique Tous les supports seront utiliseacutes - Traduction de notices et publications Reacutedaction de reacutesumeacutes Bibliographie et exposeacutes de projet
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 29
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 30
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 31
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 32
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 33
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
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Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Aoucirct 2014
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Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Vibrations amp Ondes
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur les Vibrations et Ondes
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Oscillations transversales des cordes vibrantes 2- Systegravemes eacutelectromeacutecaniques (le haut-parleur eacutelectrodynamique) 3- Oscillations amorties (circuit RLC en oscillations libres et forceacutees) 4- Oscillations coupleacutees eacutetude des battements 5- Oscillations coupleacutees eacutetude des freacutequences propres 6- Propagation dondes longitudinale dans un fluide 7- Cuve rheacuteographique 8- Tube de KUNDT 9- Pheacutenomegravenes drsquoinduction
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- T BECHERRAWY Vibrations et Ondes Tomes 1-4 Ed Hermes-Lavoisier (2010) - H DJELOUAH Vibrations et Ondes Meacutecaniques OPU (2011) - J BRUNEAUX Vibrations et Ondes Ed Marketing (2010)
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Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur lrsquooptique geacuteomeacutetrique amp
physique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Introduction les diffeacuterentes sources et deacutetecteurs de lumiegravere 2- Reacuteflexion (miroir plan miroir spheacuterique) et reacutefraction (airverre verreair) 3- Etude du prisme deacuteviation 4- Etude du prisme dispersion 5- Etude du reacuteseau dispersion 6- Spectroscope agrave prisme spectroscope agrave reacuteseau 7- Focomeacutetrie (deacutetermination de la focale dune lentille) 8- Microscope 9- Polarisation de la lumiegravere (rectiligne circulaire elliptique) 10- Reacuteflexion sur une lame dune OEM plane 11- Spectrophotomeacutetrie (transmission de diffeacuterents filtres optiques) 12- Interfeacuteromeacutetrie (deacutetermination de la longueur donde de lindice dune lame agrave face parallegravele de la vitesse) 13- Diffraction (fentes et reacuteseaux loi de Bragg monochromateur)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005)
- HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation
Objectifs de lrsquoenseignement
La maicirctrise de lrsquooutil numeacuterique par lrsquoenseignement des langages de programmation
eacutevolueacutes drsquoune part et drsquoautre part par lrsquoenseignement des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations algeacutebriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo informatique 1 amp 2 raquo et laquo matheacutematiques 1
amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Initiation (ou rappel) de langages de programmation informatique MATLAB etou MATHEMATICA etou FORTRAN etou C++ Chapitre 2 Inteacutegration numeacuterique 2 1 Meacutethode des Trapegravezes 2 2 Meacutethode de Simpson Chapitre 3 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations non-lineacuteaires 3 1 Meacutethode de Bissection 3 2 Meacutethode de Newton Chapitre 4 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations diffeacuterentielles ordinaires 4 1 Meacutethode dEuler 4 2 Meacutethode de Runge-Kutta Chapitre 5 Reacutesolution numeacuterique des systegravemes deacutequations lineacuteaires 5 1 Meacutethode de Gauss 5 2 Meacutethode de Gauss-Seidel
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
Pour MATLAB - M DJEBLI amp H DJELOUAH Initiation agrave MATLAB OPU (2013) - R DUKKIPATI MATLAB an introduction with applications New Age International
Publishers India (2010) - C WOODFORD and C Phillips Numerical methods with worked examples MATLAB edition
2nd Ed Springer Ltd (2013) Pour C et C++ - C DELANNOY lsquorsquoC++ pour les programmeurs Crsquorsquo 6egraveme Ed Eyrolles Paris (2004) - C CASTEYDE lsquorsquoCours de CC++rsquorsquo Copyright (2005) Pour FORTRAN - B HAHN lsquorsquoIntroduction to Fortran 90 for scientists and engineersrsquorsquo Capetown University South
Africa (1993) - Ph DrsquoAnfray lsquorsquoFortran 77rsquorsquo Universiteacute Paris XIII (1998) - P CORDE et A FOUILLOUX Langage Fortran Support de cours IDRIS (2010) Pour les meacutethodes numeacuteriques - F JEDRZEIJEWSKI Introduction aux meacutethodes numeacuteriques 2egraveme Ed Springer France
(2005) - J HOFFMAN Numerical methods for engineers and scientists 2nd Ed Marcel Dekker USA
(2001) - A QUARTERONI Meacutethodes numeacuteriques algorithmes analyse et appl Springer Italie (2004)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Probabiliteacutes amp Statistiques
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de deacutecouvrirrsquo le domaine de
lrsquoaleacuteatoire et des probabiliteacutes ainsi que lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees
expeacuterimentales ou numeacuteriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo matheacutematiques 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Eleacutements de base en theacuteorie des probabiliteacutes (2 semaines) I Historique et motivations (utiliteacute des probabiliteacutes en physique) II Axiomatique de base 1 Espace probabiliseacute Univers tribu probabiliteacutes probabiliteacutes conditionnelles 2 Variables aleacuteatoires Deacutefinitions Lois usuelles Entropie Fonctions de variables aleacuteatoires Systegravemes de variables aleacuteatoires Espeacuterance conditionnelle Chapitre 2 Convergences et theacuteoregravemes limites (2 semaines) 1 Un exemple Variations autour du tirage agrave pile ou face 2 Convergences Loi des grands nombres (forte et faible) Theacuteoregraveme central limite 3 Ineacutegaliteacutes fondamentales Tchebychev Jensen Houmllder 4 Grandes deacuteviations Liens avec la limite thermodynamique en physique statistique Chapitre 3 Analyse des seacuteries statistiques (3 semaines) 1 Seacuteries simples Seacuteries doubles 2 Analyse de reacutegression et correacutelation Reacutegressions lineacuteaire simple et multiple Reacutegression non-lineacuteaire (exponentielle logarithmique polynomiale) Chapitre 4 Statistique infeacuterentielle (4 semaines) 1- Estimation parameacutetrique 2- Tests statistiques (tests de correacutelation tests dindeacutependance tests dajustement test de student ANOVA) Chapitre 5 Analyse des donneacutees (3 semaines) 1-Analyse en composantes principales (ACP) 2- Analyse factorielle discriminante (AFD) 3-Analyse de classification (hieacuterarchique automatique)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- FEMENIAS Probabiliteacutes et statistiques pour les sciences physiques Cours et exercices corrigeacutes Dunod Paris (2003)
- SAPORTA Probabiliteacutes Analyse des Donneacutees et Statistique 3egraveme Ed Technip Paris (2011)
- ESCOUBES Probabiliteacutes et statistiques agrave lusage des physiciens Ed Ellipses Paris (1998)
- W APPEL Probabiliteacutes pour les non probabilistes HampK Edition Paris (2013)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Cristallographie physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs agrave atteindre par lrsquoenseignement de cette matiegravere sont
- Lrsquointroduction des concepts et des proprieacuteteacutes du cristal et du reacuteseau cristallin et
les diffeacuterents modes de reacuteseaux
- La connaissance des lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les
cristaux
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les bases fondamentales de la chimie et la physique de la
premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition de lrsquoeacutetat cristallin Reacuteseaux deacutefinitions Rangeacutee et plan reacuteticulaire Mailles repreacutesentatives Motif Indices de Miller Reacuteseau reacuteciproque Deacutefinition Quelques proprieacuteteacutes et relations avec grandeur du reacuteseau direct Distance inter reacuteticulaire II ndash Symeacutetrie des figures finies Opeacuterations de symeacutetrie Inversion Rotation Reacuteflexion Inversion rotatoire Reacuteflexion rotatoire Notions de points eacutequivalents III ndash Symeacutetrie des reacuteseaux ndash reacuteseaux de Bravais Systegravemes cristallins Les diffeacuterents modes de reacuteseaux Les quatorze reacuteseaux de Bravais Incompatibiliteacute de certains ordres drsquoaxes de rotation avec les reacuteseaux Quelques relations geacuteomeacutetriques dans les reacuteseaux IV ndash Meacutethodes expeacuterimentales de la diffraction Conditions de diffraction Loi de Bragg Equation de Von Laue Construction drsquoEwald Diffeacuterentes meacutethode de diffraction Meacutethode de Laue Meacutethode de Debye-Scherrer Meacutethode du cristal tournant Meacutethode de Weissenberg Diffractomegravetres automatiques V ndash Liaisons chimiques Geacuteneacuteraliteacutes sur les liaisons chimiques Structures stables et eacutenergie interne Les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Forces drsquoattraction i) Liaisons fortes ndash liaisons de valence Liaison ionique Liaison de covalence Liaison meacutetallique Interaction ion-dipocircle Ii) Liaisons faibles- Liaison de Van der Waals Liaison par transfert de charge Liaison hydrogegravene Forces de reacutepulsion
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Histoire de la Physique
Objectifs de lrsquoenseignement Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert le monde
fabuleux de la physique et son histoire agrave travers le temps et la contribution de ses savants
Connaissances preacutealables recommandeacutees Connaicirctre les sciences physiques de la
premiegravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
1- La physique ancienne 11 Origine de la physique 12 La physique avant Aristote Thales Pythagore Empeacutedocle 13 Les atomistes Leucippe Deacutemocritehellip 14 La physique agrave lrsquoeacutepoque drsquoAristote Theacuteophraste Straton Eacutepicure Zeacutenon 15 Ecole drsquoAlexandrie amp la Physique Euclide Archimegravede Eratosthegravene Ptoleacutemeacutee 2- La contribution de la civilisation islamique agrave lrsquoeacutevolution de la physique 21 Contribution aux progregraves de lrsquoastronomie (al-Khawarizmi Habash al Hasib al-Battani les fregraveres Banou Moussa al-Sufi ibn Yunus et al-Biruni al-Zarqali) 22 Contribution aux progregraves de lrsquooptique al-Kindi ibn Sahl al Hazen 23 Contribution aux progregraves de la meacutecanique (al Fārābi al-Khāzinī al-Jāzāri al-Baghdādī al-Rāzī al-Ṭ ūsī)
24 Contribution aux progregraves sur la constitution de la matiegravere 25 Contribution aux progregraves du magneacutetisme 3- La meacutecanique newtonienne et la theacuteorie eacutelectromagneacutetique 31 Copernic Kepler Galileacutee Newton 32 Le XVIIIe siegravecle le triomphe de la meacutecanique Christiaan Huygens les fregraveres Jacques et Jean Bernoulli Leonhard Euler Jean Le Rond drsquoAlembert Louis de Lagrange 33 Le XIXe siegravecle lrsquoeacutelectromagneacutetisme Franccedilois Arago Hans Christian Oersted Michael Faraday James Clerk Maxwell 34 Lrsquooptique drsquoune vision corpusculaire agrave une vision ondulatoire 35 La crise autour de 1900 4- La meacutecanique quantique 41 La constante de Planck 42 Schroumldinger et son eacutequation 43 Heisenberg et la relation drsquoincertitude 44 Pauli et le principe drsquoexclusion 45 Lrsquoatome de Bohr 46 Dirac et ses contributions agrave la physique quantique 5- La theacuteorie de la relativiteacute 51 La theacuteorie de la relativiteacute restreinte Lrsquoeacutequivalence masse-eacutenergie 52 Application eacutenergie nucleacuteaire (fission fusion) 53 La theacuteorie de la relativiteacute geacuteneacuterale La courbure de lrsquoespace-temps 54 Application Expansion de lrsquounivers modegravele standard de la cosmologie
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J ROSMORDUC Une histoire de la physique et de la chimie Le Seuil coll laquo Points Sciences raquo (1985)
- A DJEBBAR et J ROSMORDUC Une histoire de la science arabe Introduction agrave la connaissance du patrimoine scientifique des pays dislam Le Seuil (2001)
- R TATON Histoire geacuteneacuterale des sciences PUF Quadrige (1983) - M BIEZUNSKI Histoire de la physique moderne la Deacutecouverte (1993) - R LOCQUENEUX Histoire de la physique PUF Que sais-je ndeg421 (1987) - M PATY La physique du XXe siegravecle Vuibert (1996)
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Semestre 3 UE Deacutecouverte
Matiegravere Chimie Mineacuterale Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant physicien drsquoacqueacuterir les
connaissances et les lois fondamentales de la chimie mineacuterale
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Connaicirctre les sciences physiques de la premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere - Proprieacuteteacutes peacuteriodiques blocs peacuteriodes groupes ndash Peacuteriodiciteacute des proprieacuteteacutes
physiques et chimiques caractegraveres des meacutetaux des non-meacutetaux et des meacutetalloiumldes Compleacutements sur lrsquoeacutetat solide
- Les meacutetaux alcalins et alcalino-terreux les meacutetaux des groupes IIIa et IVa les halogegravenes lrsquooxygegravene et le soufre lrsquoazote et le phosphore
- Les meacutetaux de transition proprieacuteteacutes les composeacutes de coordination nomenclature isomeacuterie theacuteories des orbitales hybrides theacuteorie du champ cristallin theacuteorie des orbitales moleacuteculaires proprieacuteteacutes magneacutetiques et couleurs Les eacuteleacutements des groupes IB IIB IIIB VIIIB les terres rares
- Equilibres en solution Equilibres homogegravene et heacuteteacuterogegravene La constante drsquoeacutequilibre Les facteurs drsquoeacutequilibre Principe de Le CHATELIER Notions geacuteneacuterales sur les solutions
- La solubiliteacute Paramegravetres influenccedilant la solubiliteacute Aspect thermochimique de la solubiliteacute La dissociation ionique et la solvatation
- Les solutions ioniques Acides et Bases La dissociation ionique (Lrsquoeacutequilibre de dissociation (Lrsquoauto - ionisation de lrsquoeau) Produit ionique de lrsquoeau Geacuteneacuteraliteacute sur les acides et les bases (Deacutefinitions Conseacutequences de la deacutefinition de BRONSTED Forces des acides et des bases) Le pH des acides et des bases La notion de pH Calcul du pH drsquoun acide ou drsquoune base Mesure du pH Neutralisation drsquoun acide par une base Force des acides et des bases Proprieacuteteacute AcidoBasiques - Notion de pH
- Les sels en solution Etude des sels peu solubles (Deacutefinitions Solubiliteacute de sels Produits de solubiliteacute Deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre de solubiliteacute)
- Oxydoreacuteduction Notion de degreacute drsquooxydations ndashReacuteactions Mode drsquoeacutevaluation Examen 100 Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3
Objectifs de lrsquoenseignement
- Acquisition drsquoune culture de langue scientifique et des bases de langage courant - Acquisition drsquoune capaciteacute aux techniques de lrsquoexposeacute oral Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues eacutetrangegraveres 1 et 2 enseigneacutees en L1
SM
Contenu de la matiegravere
Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue eacutetrangegravere Entraicircnement agrave la compreacutehension de documents eacutecrits relatifs au domaine de la physique On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique Tous les supports seront utiliseacutes - Traduction de notices et publications Reacutedaction de reacutesumeacutes Bibliographie et exposeacutes de projet
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 32
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 34
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 36
Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Aoucirct 2014
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Semestre 3
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques drsquoOptique Geacuteomeacutetrique amp Physique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur lrsquooptique geacuteomeacutetrique amp
physique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave lrsquooptique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Phys 1 amp 2 raquo et laquo TP Phys 1 amp 2 raquo
enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
1- Introduction les diffeacuterentes sources et deacutetecteurs de lumiegravere 2- Reacuteflexion (miroir plan miroir spheacuterique) et reacutefraction (airverre verreair) 3- Etude du prisme deacuteviation 4- Etude du prisme dispersion 5- Etude du reacuteseau dispersion 6- Spectroscope agrave prisme spectroscope agrave reacuteseau 7- Focomeacutetrie (deacutetermination de la focale dune lentille) 8- Microscope 9- Polarisation de la lumiegravere (rectiligne circulaire elliptique) 10- Reacuteflexion sur une lame dune OEM plane 11- Spectrophotomeacutetrie (transmission de diffeacuterents filtres optiques) 12- Interfeacuteromeacutetrie (deacutetermination de la longueur donde de lindice dune lame agrave face parallegravele de la vitesse) 13- Diffraction (fentes et reacuteseaux loi de Bragg monochromateur)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- F WELL Optique Physique - Cours Propagation de la lumiegravere Ed Ellipses (2005)
- HGAGNAIRE Optique geacuteomeacutetrique et physique Ed Casteilla (2011)
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation
Objectifs de lrsquoenseignement
La maicirctrise de lrsquooutil numeacuterique par lrsquoenseignement des langages de programmation
eacutevolueacutes drsquoune part et drsquoautre part par lrsquoenseignement des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations algeacutebriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo informatique 1 amp 2 raquo et laquo matheacutematiques 1
amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Initiation (ou rappel) de langages de programmation informatique MATLAB etou MATHEMATICA etou FORTRAN etou C++ Chapitre 2 Inteacutegration numeacuterique 2 1 Meacutethode des Trapegravezes 2 2 Meacutethode de Simpson Chapitre 3 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations non-lineacuteaires 3 1 Meacutethode de Bissection 3 2 Meacutethode de Newton Chapitre 4 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations diffeacuterentielles ordinaires 4 1 Meacutethode dEuler 4 2 Meacutethode de Runge-Kutta Chapitre 5 Reacutesolution numeacuterique des systegravemes deacutequations lineacuteaires 5 1 Meacutethode de Gauss 5 2 Meacutethode de Gauss-Seidel
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
Pour MATLAB - M DJEBLI amp H DJELOUAH Initiation agrave MATLAB OPU (2013) - R DUKKIPATI MATLAB an introduction with applications New Age International
Publishers India (2010) - C WOODFORD and C Phillips Numerical methods with worked examples MATLAB edition
2nd Ed Springer Ltd (2013) Pour C et C++ - C DELANNOY lsquorsquoC++ pour les programmeurs Crsquorsquo 6egraveme Ed Eyrolles Paris (2004) - C CASTEYDE lsquorsquoCours de CC++rsquorsquo Copyright (2005) Pour FORTRAN - B HAHN lsquorsquoIntroduction to Fortran 90 for scientists and engineersrsquorsquo Capetown University South
Africa (1993) - Ph DrsquoAnfray lsquorsquoFortran 77rsquorsquo Universiteacute Paris XIII (1998) - P CORDE et A FOUILLOUX Langage Fortran Support de cours IDRIS (2010) Pour les meacutethodes numeacuteriques - F JEDRZEIJEWSKI Introduction aux meacutethodes numeacuteriques 2egraveme Ed Springer France
(2005) - J HOFFMAN Numerical methods for engineers and scientists 2nd Ed Marcel Dekker USA
(2001) - A QUARTERONI Meacutethodes numeacuteriques algorithmes analyse et appl Springer Italie (2004)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Probabiliteacutes amp Statistiques
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de deacutecouvrirrsquo le domaine de
lrsquoaleacuteatoire et des probabiliteacutes ainsi que lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees
expeacuterimentales ou numeacuteriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo matheacutematiques 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Eleacutements de base en theacuteorie des probabiliteacutes (2 semaines) I Historique et motivations (utiliteacute des probabiliteacutes en physique) II Axiomatique de base 1 Espace probabiliseacute Univers tribu probabiliteacutes probabiliteacutes conditionnelles 2 Variables aleacuteatoires Deacutefinitions Lois usuelles Entropie Fonctions de variables aleacuteatoires Systegravemes de variables aleacuteatoires Espeacuterance conditionnelle Chapitre 2 Convergences et theacuteoregravemes limites (2 semaines) 1 Un exemple Variations autour du tirage agrave pile ou face 2 Convergences Loi des grands nombres (forte et faible) Theacuteoregraveme central limite 3 Ineacutegaliteacutes fondamentales Tchebychev Jensen Houmllder 4 Grandes deacuteviations Liens avec la limite thermodynamique en physique statistique Chapitre 3 Analyse des seacuteries statistiques (3 semaines) 1 Seacuteries simples Seacuteries doubles 2 Analyse de reacutegression et correacutelation Reacutegressions lineacuteaire simple et multiple Reacutegression non-lineacuteaire (exponentielle logarithmique polynomiale) Chapitre 4 Statistique infeacuterentielle (4 semaines) 1- Estimation parameacutetrique 2- Tests statistiques (tests de correacutelation tests dindeacutependance tests dajustement test de student ANOVA) Chapitre 5 Analyse des donneacutees (3 semaines) 1-Analyse en composantes principales (ACP) 2- Analyse factorielle discriminante (AFD) 3-Analyse de classification (hieacuterarchique automatique)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- FEMENIAS Probabiliteacutes et statistiques pour les sciences physiques Cours et exercices corrigeacutes Dunod Paris (2003)
- SAPORTA Probabiliteacutes Analyse des Donneacutees et Statistique 3egraveme Ed Technip Paris (2011)
- ESCOUBES Probabiliteacutes et statistiques agrave lusage des physiciens Ed Ellipses Paris (1998)
- W APPEL Probabiliteacutes pour les non probabilistes HampK Edition Paris (2013)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Cristallographie physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs agrave atteindre par lrsquoenseignement de cette matiegravere sont
- Lrsquointroduction des concepts et des proprieacuteteacutes du cristal et du reacuteseau cristallin et
les diffeacuterents modes de reacuteseaux
- La connaissance des lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les
cristaux
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les bases fondamentales de la chimie et la physique de la
premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition de lrsquoeacutetat cristallin Reacuteseaux deacutefinitions Rangeacutee et plan reacuteticulaire Mailles repreacutesentatives Motif Indices de Miller Reacuteseau reacuteciproque Deacutefinition Quelques proprieacuteteacutes et relations avec grandeur du reacuteseau direct Distance inter reacuteticulaire II ndash Symeacutetrie des figures finies Opeacuterations de symeacutetrie Inversion Rotation Reacuteflexion Inversion rotatoire Reacuteflexion rotatoire Notions de points eacutequivalents III ndash Symeacutetrie des reacuteseaux ndash reacuteseaux de Bravais Systegravemes cristallins Les diffeacuterents modes de reacuteseaux Les quatorze reacuteseaux de Bravais Incompatibiliteacute de certains ordres drsquoaxes de rotation avec les reacuteseaux Quelques relations geacuteomeacutetriques dans les reacuteseaux IV ndash Meacutethodes expeacuterimentales de la diffraction Conditions de diffraction Loi de Bragg Equation de Von Laue Construction drsquoEwald Diffeacuterentes meacutethode de diffraction Meacutethode de Laue Meacutethode de Debye-Scherrer Meacutethode du cristal tournant Meacutethode de Weissenberg Diffractomegravetres automatiques V ndash Liaisons chimiques Geacuteneacuteraliteacutes sur les liaisons chimiques Structures stables et eacutenergie interne Les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Forces drsquoattraction i) Liaisons fortes ndash liaisons de valence Liaison ionique Liaison de covalence Liaison meacutetallique Interaction ion-dipocircle Ii) Liaisons faibles- Liaison de Van der Waals Liaison par transfert de charge Liaison hydrogegravene Forces de reacutepulsion
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Histoire de la Physique
Objectifs de lrsquoenseignement Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert le monde
fabuleux de la physique et son histoire agrave travers le temps et la contribution de ses savants
Connaissances preacutealables recommandeacutees Connaicirctre les sciences physiques de la
premiegravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
1- La physique ancienne 11 Origine de la physique 12 La physique avant Aristote Thales Pythagore Empeacutedocle 13 Les atomistes Leucippe Deacutemocritehellip 14 La physique agrave lrsquoeacutepoque drsquoAristote Theacuteophraste Straton Eacutepicure Zeacutenon 15 Ecole drsquoAlexandrie amp la Physique Euclide Archimegravede Eratosthegravene Ptoleacutemeacutee 2- La contribution de la civilisation islamique agrave lrsquoeacutevolution de la physique 21 Contribution aux progregraves de lrsquoastronomie (al-Khawarizmi Habash al Hasib al-Battani les fregraveres Banou Moussa al-Sufi ibn Yunus et al-Biruni al-Zarqali) 22 Contribution aux progregraves de lrsquooptique al-Kindi ibn Sahl al Hazen 23 Contribution aux progregraves de la meacutecanique (al Fārābi al-Khāzinī al-Jāzāri al-Baghdādī al-Rāzī al-Ṭ ūsī)
24 Contribution aux progregraves sur la constitution de la matiegravere 25 Contribution aux progregraves du magneacutetisme 3- La meacutecanique newtonienne et la theacuteorie eacutelectromagneacutetique 31 Copernic Kepler Galileacutee Newton 32 Le XVIIIe siegravecle le triomphe de la meacutecanique Christiaan Huygens les fregraveres Jacques et Jean Bernoulli Leonhard Euler Jean Le Rond drsquoAlembert Louis de Lagrange 33 Le XIXe siegravecle lrsquoeacutelectromagneacutetisme Franccedilois Arago Hans Christian Oersted Michael Faraday James Clerk Maxwell 34 Lrsquooptique drsquoune vision corpusculaire agrave une vision ondulatoire 35 La crise autour de 1900 4- La meacutecanique quantique 41 La constante de Planck 42 Schroumldinger et son eacutequation 43 Heisenberg et la relation drsquoincertitude 44 Pauli et le principe drsquoexclusion 45 Lrsquoatome de Bohr 46 Dirac et ses contributions agrave la physique quantique 5- La theacuteorie de la relativiteacute 51 La theacuteorie de la relativiteacute restreinte Lrsquoeacutequivalence masse-eacutenergie 52 Application eacutenergie nucleacuteaire (fission fusion) 53 La theacuteorie de la relativiteacute geacuteneacuterale La courbure de lrsquoespace-temps 54 Application Expansion de lrsquounivers modegravele standard de la cosmologie
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J ROSMORDUC Une histoire de la physique et de la chimie Le Seuil coll laquo Points Sciences raquo (1985)
- A DJEBBAR et J ROSMORDUC Une histoire de la science arabe Introduction agrave la connaissance du patrimoine scientifique des pays dislam Le Seuil (2001)
- R TATON Histoire geacuteneacuterale des sciences PUF Quadrige (1983) - M BIEZUNSKI Histoire de la physique moderne la Deacutecouverte (1993) - R LOCQUENEUX Histoire de la physique PUF Que sais-je ndeg421 (1987) - M PATY La physique du XXe siegravecle Vuibert (1996)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 27
Semestre 3 UE Deacutecouverte
Matiegravere Chimie Mineacuterale Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant physicien drsquoacqueacuterir les
connaissances et les lois fondamentales de la chimie mineacuterale
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Connaicirctre les sciences physiques de la premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere - Proprieacuteteacutes peacuteriodiques blocs peacuteriodes groupes ndash Peacuteriodiciteacute des proprieacuteteacutes
physiques et chimiques caractegraveres des meacutetaux des non-meacutetaux et des meacutetalloiumldes Compleacutements sur lrsquoeacutetat solide
- Les meacutetaux alcalins et alcalino-terreux les meacutetaux des groupes IIIa et IVa les halogegravenes lrsquooxygegravene et le soufre lrsquoazote et le phosphore
- Les meacutetaux de transition proprieacuteteacutes les composeacutes de coordination nomenclature isomeacuterie theacuteories des orbitales hybrides theacuteorie du champ cristallin theacuteorie des orbitales moleacuteculaires proprieacuteteacutes magneacutetiques et couleurs Les eacuteleacutements des groupes IB IIB IIIB VIIIB les terres rares
- Equilibres en solution Equilibres homogegravene et heacuteteacuterogegravene La constante drsquoeacutequilibre Les facteurs drsquoeacutequilibre Principe de Le CHATELIER Notions geacuteneacuterales sur les solutions
- La solubiliteacute Paramegravetres influenccedilant la solubiliteacute Aspect thermochimique de la solubiliteacute La dissociation ionique et la solvatation
- Les solutions ioniques Acides et Bases La dissociation ionique (Lrsquoeacutequilibre de dissociation (Lrsquoauto - ionisation de lrsquoeau) Produit ionique de lrsquoeau Geacuteneacuteraliteacute sur les acides et les bases (Deacutefinitions Conseacutequences de la deacutefinition de BRONSTED Forces des acides et des bases) Le pH des acides et des bases La notion de pH Calcul du pH drsquoun acide ou drsquoune base Mesure du pH Neutralisation drsquoun acide par une base Force des acides et des bases Proprieacuteteacute AcidoBasiques - Notion de pH
- Les sels en solution Etude des sels peu solubles (Deacutefinitions Solubiliteacute de sels Produits de solubiliteacute Deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre de solubiliteacute)
- Oxydoreacuteduction Notion de degreacute drsquooxydations ndashReacuteactions Mode drsquoeacutevaluation Examen 100 Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3
Objectifs de lrsquoenseignement
- Acquisition drsquoune culture de langue scientifique et des bases de langage courant - Acquisition drsquoune capaciteacute aux techniques de lrsquoexposeacute oral Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues eacutetrangegraveres 1 et 2 enseigneacutees en L1
SM
Contenu de la matiegravere
Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue eacutetrangegravere Entraicircnement agrave la compreacutehension de documents eacutecrits relatifs au domaine de la physique On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique Tous les supports seront utiliseacutes - Traduction de notices et publications Reacutedaction de reacutesumeacutes Bibliographie et exposeacutes de projet
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 29
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
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- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
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- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
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Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
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L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 37
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
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L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 38
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 39
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 40
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 41
Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Aoucirct 2014
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Semestre 3
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutethodes Numeacuteriques et Programmation
Objectifs de lrsquoenseignement
La maicirctrise de lrsquooutil numeacuterique par lrsquoenseignement des langages de programmation
eacutevolueacutes drsquoune part et drsquoautre part par lrsquoenseignement des meacutethodes numeacuteriques de
reacutesolution de systegravemes drsquoeacutequations algeacutebriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo informatique 1 amp 2 raquo et laquo matheacutematiques 1
amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Initiation (ou rappel) de langages de programmation informatique MATLAB etou MATHEMATICA etou FORTRAN etou C++ Chapitre 2 Inteacutegration numeacuterique 2 1 Meacutethode des Trapegravezes 2 2 Meacutethode de Simpson Chapitre 3 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations non-lineacuteaires 3 1 Meacutethode de Bissection 3 2 Meacutethode de Newton Chapitre 4 Reacutesolution numeacuterique des eacutequations diffeacuterentielles ordinaires 4 1 Meacutethode dEuler 4 2 Meacutethode de Runge-Kutta Chapitre 5 Reacutesolution numeacuterique des systegravemes deacutequations lineacuteaires 5 1 Meacutethode de Gauss 5 2 Meacutethode de Gauss-Seidel
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
Pour MATLAB - M DJEBLI amp H DJELOUAH Initiation agrave MATLAB OPU (2013) - R DUKKIPATI MATLAB an introduction with applications New Age International
Publishers India (2010) - C WOODFORD and C Phillips Numerical methods with worked examples MATLAB edition
2nd Ed Springer Ltd (2013) Pour C et C++ - C DELANNOY lsquorsquoC++ pour les programmeurs Crsquorsquo 6egraveme Ed Eyrolles Paris (2004) - C CASTEYDE lsquorsquoCours de CC++rsquorsquo Copyright (2005) Pour FORTRAN - B HAHN lsquorsquoIntroduction to Fortran 90 for scientists and engineersrsquorsquo Capetown University South
Africa (1993) - Ph DrsquoAnfray lsquorsquoFortran 77rsquorsquo Universiteacute Paris XIII (1998) - P CORDE et A FOUILLOUX Langage Fortran Support de cours IDRIS (2010) Pour les meacutethodes numeacuteriques - F JEDRZEIJEWSKI Introduction aux meacutethodes numeacuteriques 2egraveme Ed Springer France
(2005) - J HOFFMAN Numerical methods for engineers and scientists 2nd Ed Marcel Dekker USA
(2001) - A QUARTERONI Meacutethodes numeacuteriques algorithmes analyse et appl Springer Italie (2004)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Probabiliteacutes amp Statistiques
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de deacutecouvrirrsquo le domaine de
lrsquoaleacuteatoire et des probabiliteacutes ainsi que lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees
expeacuterimentales ou numeacuteriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo matheacutematiques 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Eleacutements de base en theacuteorie des probabiliteacutes (2 semaines) I Historique et motivations (utiliteacute des probabiliteacutes en physique) II Axiomatique de base 1 Espace probabiliseacute Univers tribu probabiliteacutes probabiliteacutes conditionnelles 2 Variables aleacuteatoires Deacutefinitions Lois usuelles Entropie Fonctions de variables aleacuteatoires Systegravemes de variables aleacuteatoires Espeacuterance conditionnelle Chapitre 2 Convergences et theacuteoregravemes limites (2 semaines) 1 Un exemple Variations autour du tirage agrave pile ou face 2 Convergences Loi des grands nombres (forte et faible) Theacuteoregraveme central limite 3 Ineacutegaliteacutes fondamentales Tchebychev Jensen Houmllder 4 Grandes deacuteviations Liens avec la limite thermodynamique en physique statistique Chapitre 3 Analyse des seacuteries statistiques (3 semaines) 1 Seacuteries simples Seacuteries doubles 2 Analyse de reacutegression et correacutelation Reacutegressions lineacuteaire simple et multiple Reacutegression non-lineacuteaire (exponentielle logarithmique polynomiale) Chapitre 4 Statistique infeacuterentielle (4 semaines) 1- Estimation parameacutetrique 2- Tests statistiques (tests de correacutelation tests dindeacutependance tests dajustement test de student ANOVA) Chapitre 5 Analyse des donneacutees (3 semaines) 1-Analyse en composantes principales (ACP) 2- Analyse factorielle discriminante (AFD) 3-Analyse de classification (hieacuterarchique automatique)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
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- FEMENIAS Probabiliteacutes et statistiques pour les sciences physiques Cours et exercices corrigeacutes Dunod Paris (2003)
- SAPORTA Probabiliteacutes Analyse des Donneacutees et Statistique 3egraveme Ed Technip Paris (2011)
- ESCOUBES Probabiliteacutes et statistiques agrave lusage des physiciens Ed Ellipses Paris (1998)
- W APPEL Probabiliteacutes pour les non probabilistes HampK Edition Paris (2013)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Cristallographie physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs agrave atteindre par lrsquoenseignement de cette matiegravere sont
- Lrsquointroduction des concepts et des proprieacuteteacutes du cristal et du reacuteseau cristallin et
les diffeacuterents modes de reacuteseaux
- La connaissance des lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les
cristaux
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les bases fondamentales de la chimie et la physique de la
premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition de lrsquoeacutetat cristallin Reacuteseaux deacutefinitions Rangeacutee et plan reacuteticulaire Mailles repreacutesentatives Motif Indices de Miller Reacuteseau reacuteciproque Deacutefinition Quelques proprieacuteteacutes et relations avec grandeur du reacuteseau direct Distance inter reacuteticulaire II ndash Symeacutetrie des figures finies Opeacuterations de symeacutetrie Inversion Rotation Reacuteflexion Inversion rotatoire Reacuteflexion rotatoire Notions de points eacutequivalents III ndash Symeacutetrie des reacuteseaux ndash reacuteseaux de Bravais Systegravemes cristallins Les diffeacuterents modes de reacuteseaux Les quatorze reacuteseaux de Bravais Incompatibiliteacute de certains ordres drsquoaxes de rotation avec les reacuteseaux Quelques relations geacuteomeacutetriques dans les reacuteseaux IV ndash Meacutethodes expeacuterimentales de la diffraction Conditions de diffraction Loi de Bragg Equation de Von Laue Construction drsquoEwald Diffeacuterentes meacutethode de diffraction Meacutethode de Laue Meacutethode de Debye-Scherrer Meacutethode du cristal tournant Meacutethode de Weissenberg Diffractomegravetres automatiques V ndash Liaisons chimiques Geacuteneacuteraliteacutes sur les liaisons chimiques Structures stables et eacutenergie interne Les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Forces drsquoattraction i) Liaisons fortes ndash liaisons de valence Liaison ionique Liaison de covalence Liaison meacutetallique Interaction ion-dipocircle Ii) Liaisons faibles- Liaison de Van der Waals Liaison par transfert de charge Liaison hydrogegravene Forces de reacutepulsion
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Histoire de la Physique
Objectifs de lrsquoenseignement Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert le monde
fabuleux de la physique et son histoire agrave travers le temps et la contribution de ses savants
Connaissances preacutealables recommandeacutees Connaicirctre les sciences physiques de la
premiegravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
1- La physique ancienne 11 Origine de la physique 12 La physique avant Aristote Thales Pythagore Empeacutedocle 13 Les atomistes Leucippe Deacutemocritehellip 14 La physique agrave lrsquoeacutepoque drsquoAristote Theacuteophraste Straton Eacutepicure Zeacutenon 15 Ecole drsquoAlexandrie amp la Physique Euclide Archimegravede Eratosthegravene Ptoleacutemeacutee 2- La contribution de la civilisation islamique agrave lrsquoeacutevolution de la physique 21 Contribution aux progregraves de lrsquoastronomie (al-Khawarizmi Habash al Hasib al-Battani les fregraveres Banou Moussa al-Sufi ibn Yunus et al-Biruni al-Zarqali) 22 Contribution aux progregraves de lrsquooptique al-Kindi ibn Sahl al Hazen 23 Contribution aux progregraves de la meacutecanique (al Fārābi al-Khāzinī al-Jāzāri al-Baghdādī al-Rāzī al-Ṭ ūsī)
24 Contribution aux progregraves sur la constitution de la matiegravere 25 Contribution aux progregraves du magneacutetisme 3- La meacutecanique newtonienne et la theacuteorie eacutelectromagneacutetique 31 Copernic Kepler Galileacutee Newton 32 Le XVIIIe siegravecle le triomphe de la meacutecanique Christiaan Huygens les fregraveres Jacques et Jean Bernoulli Leonhard Euler Jean Le Rond drsquoAlembert Louis de Lagrange 33 Le XIXe siegravecle lrsquoeacutelectromagneacutetisme Franccedilois Arago Hans Christian Oersted Michael Faraday James Clerk Maxwell 34 Lrsquooptique drsquoune vision corpusculaire agrave une vision ondulatoire 35 La crise autour de 1900 4- La meacutecanique quantique 41 La constante de Planck 42 Schroumldinger et son eacutequation 43 Heisenberg et la relation drsquoincertitude 44 Pauli et le principe drsquoexclusion 45 Lrsquoatome de Bohr 46 Dirac et ses contributions agrave la physique quantique 5- La theacuteorie de la relativiteacute 51 La theacuteorie de la relativiteacute restreinte Lrsquoeacutequivalence masse-eacutenergie 52 Application eacutenergie nucleacuteaire (fission fusion) 53 La theacuteorie de la relativiteacute geacuteneacuterale La courbure de lrsquoespace-temps 54 Application Expansion de lrsquounivers modegravele standard de la cosmologie
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J ROSMORDUC Une histoire de la physique et de la chimie Le Seuil coll laquo Points Sciences raquo (1985)
- A DJEBBAR et J ROSMORDUC Une histoire de la science arabe Introduction agrave la connaissance du patrimoine scientifique des pays dislam Le Seuil (2001)
- R TATON Histoire geacuteneacuterale des sciences PUF Quadrige (1983) - M BIEZUNSKI Histoire de la physique moderne la Deacutecouverte (1993) - R LOCQUENEUX Histoire de la physique PUF Que sais-je ndeg421 (1987) - M PATY La physique du XXe siegravecle Vuibert (1996)
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Semestre 3 UE Deacutecouverte
Matiegravere Chimie Mineacuterale Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant physicien drsquoacqueacuterir les
connaissances et les lois fondamentales de la chimie mineacuterale
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Connaicirctre les sciences physiques de la premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere - Proprieacuteteacutes peacuteriodiques blocs peacuteriodes groupes ndash Peacuteriodiciteacute des proprieacuteteacutes
physiques et chimiques caractegraveres des meacutetaux des non-meacutetaux et des meacutetalloiumldes Compleacutements sur lrsquoeacutetat solide
- Les meacutetaux alcalins et alcalino-terreux les meacutetaux des groupes IIIa et IVa les halogegravenes lrsquooxygegravene et le soufre lrsquoazote et le phosphore
- Les meacutetaux de transition proprieacuteteacutes les composeacutes de coordination nomenclature isomeacuterie theacuteories des orbitales hybrides theacuteorie du champ cristallin theacuteorie des orbitales moleacuteculaires proprieacuteteacutes magneacutetiques et couleurs Les eacuteleacutements des groupes IB IIB IIIB VIIIB les terres rares
- Equilibres en solution Equilibres homogegravene et heacuteteacuterogegravene La constante drsquoeacutequilibre Les facteurs drsquoeacutequilibre Principe de Le CHATELIER Notions geacuteneacuterales sur les solutions
- La solubiliteacute Paramegravetres influenccedilant la solubiliteacute Aspect thermochimique de la solubiliteacute La dissociation ionique et la solvatation
- Les solutions ioniques Acides et Bases La dissociation ionique (Lrsquoeacutequilibre de dissociation (Lrsquoauto - ionisation de lrsquoeau) Produit ionique de lrsquoeau Geacuteneacuteraliteacute sur les acides et les bases (Deacutefinitions Conseacutequences de la deacutefinition de BRONSTED Forces des acides et des bases) Le pH des acides et des bases La notion de pH Calcul du pH drsquoun acide ou drsquoune base Mesure du pH Neutralisation drsquoun acide par une base Force des acides et des bases Proprieacuteteacute AcidoBasiques - Notion de pH
- Les sels en solution Etude des sels peu solubles (Deacutefinitions Solubiliteacute de sels Produits de solubiliteacute Deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre de solubiliteacute)
- Oxydoreacuteduction Notion de degreacute drsquooxydations ndashReacuteactions Mode drsquoeacutevaluation Examen 100 Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3
Objectifs de lrsquoenseignement
- Acquisition drsquoune culture de langue scientifique et des bases de langage courant - Acquisition drsquoune capaciteacute aux techniques de lrsquoexposeacute oral Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues eacutetrangegraveres 1 et 2 enseigneacutees en L1
SM
Contenu de la matiegravere
Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue eacutetrangegravere Entraicircnement agrave la compreacutehension de documents eacutecrits relatifs au domaine de la physique On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique Tous les supports seront utiliseacutes - Traduction de notices et publications Reacutedaction de reacutesumeacutes Bibliographie et exposeacutes de projet
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 31
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 32
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 33
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 34
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
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Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Aoucirct 2014
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Probabiliteacutes amp Statistiques
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de deacutecouvrirrsquo le domaine de
lrsquoaleacuteatoire et des probabiliteacutes ainsi que lrsquoestimation et lrsquoanalyse des donneacutees
expeacuterimentales ou numeacuteriques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo matheacutematiques 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Eleacutements de base en theacuteorie des probabiliteacutes (2 semaines) I Historique et motivations (utiliteacute des probabiliteacutes en physique) II Axiomatique de base 1 Espace probabiliseacute Univers tribu probabiliteacutes probabiliteacutes conditionnelles 2 Variables aleacuteatoires Deacutefinitions Lois usuelles Entropie Fonctions de variables aleacuteatoires Systegravemes de variables aleacuteatoires Espeacuterance conditionnelle Chapitre 2 Convergences et theacuteoregravemes limites (2 semaines) 1 Un exemple Variations autour du tirage agrave pile ou face 2 Convergences Loi des grands nombres (forte et faible) Theacuteoregraveme central limite 3 Ineacutegaliteacutes fondamentales Tchebychev Jensen Houmllder 4 Grandes deacuteviations Liens avec la limite thermodynamique en physique statistique Chapitre 3 Analyse des seacuteries statistiques (3 semaines) 1 Seacuteries simples Seacuteries doubles 2 Analyse de reacutegression et correacutelation Reacutegressions lineacuteaire simple et multiple Reacutegression non-lineacuteaire (exponentielle logarithmique polynomiale) Chapitre 4 Statistique infeacuterentielle (4 semaines) 1- Estimation parameacutetrique 2- Tests statistiques (tests de correacutelation tests dindeacutependance tests dajustement test de student ANOVA) Chapitre 5 Analyse des donneacutees (3 semaines) 1-Analyse en composantes principales (ACP) 2- Analyse factorielle discriminante (AFD) 3-Analyse de classification (hieacuterarchique automatique)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- FEMENIAS Probabiliteacutes et statistiques pour les sciences physiques Cours et exercices corrigeacutes Dunod Paris (2003)
- SAPORTA Probabiliteacutes Analyse des Donneacutees et Statistique 3egraveme Ed Technip Paris (2011)
- ESCOUBES Probabiliteacutes et statistiques agrave lusage des physiciens Ed Ellipses Paris (1998)
- W APPEL Probabiliteacutes pour les non probabilistes HampK Edition Paris (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 25
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Cristallographie physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs agrave atteindre par lrsquoenseignement de cette matiegravere sont
- Lrsquointroduction des concepts et des proprieacuteteacutes du cristal et du reacuteseau cristallin et
les diffeacuterents modes de reacuteseaux
- La connaissance des lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les
cristaux
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les bases fondamentales de la chimie et la physique de la
premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition de lrsquoeacutetat cristallin Reacuteseaux deacutefinitions Rangeacutee et plan reacuteticulaire Mailles repreacutesentatives Motif Indices de Miller Reacuteseau reacuteciproque Deacutefinition Quelques proprieacuteteacutes et relations avec grandeur du reacuteseau direct Distance inter reacuteticulaire II ndash Symeacutetrie des figures finies Opeacuterations de symeacutetrie Inversion Rotation Reacuteflexion Inversion rotatoire Reacuteflexion rotatoire Notions de points eacutequivalents III ndash Symeacutetrie des reacuteseaux ndash reacuteseaux de Bravais Systegravemes cristallins Les diffeacuterents modes de reacuteseaux Les quatorze reacuteseaux de Bravais Incompatibiliteacute de certains ordres drsquoaxes de rotation avec les reacuteseaux Quelques relations geacuteomeacutetriques dans les reacuteseaux IV ndash Meacutethodes expeacuterimentales de la diffraction Conditions de diffraction Loi de Bragg Equation de Von Laue Construction drsquoEwald Diffeacuterentes meacutethode de diffraction Meacutethode de Laue Meacutethode de Debye-Scherrer Meacutethode du cristal tournant Meacutethode de Weissenberg Diffractomegravetres automatiques V ndash Liaisons chimiques Geacuteneacuteraliteacutes sur les liaisons chimiques Structures stables et eacutenergie interne Les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Forces drsquoattraction i) Liaisons fortes ndash liaisons de valence Liaison ionique Liaison de covalence Liaison meacutetallique Interaction ion-dipocircle Ii) Liaisons faibles- Liaison de Van der Waals Liaison par transfert de charge Liaison hydrogegravene Forces de reacutepulsion
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 26
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Histoire de la Physique
Objectifs de lrsquoenseignement Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert le monde
fabuleux de la physique et son histoire agrave travers le temps et la contribution de ses savants
Connaissances preacutealables recommandeacutees Connaicirctre les sciences physiques de la
premiegravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
1- La physique ancienne 11 Origine de la physique 12 La physique avant Aristote Thales Pythagore Empeacutedocle 13 Les atomistes Leucippe Deacutemocritehellip 14 La physique agrave lrsquoeacutepoque drsquoAristote Theacuteophraste Straton Eacutepicure Zeacutenon 15 Ecole drsquoAlexandrie amp la Physique Euclide Archimegravede Eratosthegravene Ptoleacutemeacutee 2- La contribution de la civilisation islamique agrave lrsquoeacutevolution de la physique 21 Contribution aux progregraves de lrsquoastronomie (al-Khawarizmi Habash al Hasib al-Battani les fregraveres Banou Moussa al-Sufi ibn Yunus et al-Biruni al-Zarqali) 22 Contribution aux progregraves de lrsquooptique al-Kindi ibn Sahl al Hazen 23 Contribution aux progregraves de la meacutecanique (al Fārābi al-Khāzinī al-Jāzāri al-Baghdādī al-Rāzī al-Ṭ ūsī)
24 Contribution aux progregraves sur la constitution de la matiegravere 25 Contribution aux progregraves du magneacutetisme 3- La meacutecanique newtonienne et la theacuteorie eacutelectromagneacutetique 31 Copernic Kepler Galileacutee Newton 32 Le XVIIIe siegravecle le triomphe de la meacutecanique Christiaan Huygens les fregraveres Jacques et Jean Bernoulli Leonhard Euler Jean Le Rond drsquoAlembert Louis de Lagrange 33 Le XIXe siegravecle lrsquoeacutelectromagneacutetisme Franccedilois Arago Hans Christian Oersted Michael Faraday James Clerk Maxwell 34 Lrsquooptique drsquoune vision corpusculaire agrave une vision ondulatoire 35 La crise autour de 1900 4- La meacutecanique quantique 41 La constante de Planck 42 Schroumldinger et son eacutequation 43 Heisenberg et la relation drsquoincertitude 44 Pauli et le principe drsquoexclusion 45 Lrsquoatome de Bohr 46 Dirac et ses contributions agrave la physique quantique 5- La theacuteorie de la relativiteacute 51 La theacuteorie de la relativiteacute restreinte Lrsquoeacutequivalence masse-eacutenergie 52 Application eacutenergie nucleacuteaire (fission fusion) 53 La theacuteorie de la relativiteacute geacuteneacuterale La courbure de lrsquoespace-temps 54 Application Expansion de lrsquounivers modegravele standard de la cosmologie
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J ROSMORDUC Une histoire de la physique et de la chimie Le Seuil coll laquo Points Sciences raquo (1985)
- A DJEBBAR et J ROSMORDUC Une histoire de la science arabe Introduction agrave la connaissance du patrimoine scientifique des pays dislam Le Seuil (2001)
- R TATON Histoire geacuteneacuterale des sciences PUF Quadrige (1983) - M BIEZUNSKI Histoire de la physique moderne la Deacutecouverte (1993) - R LOCQUENEUX Histoire de la physique PUF Que sais-je ndeg421 (1987) - M PATY La physique du XXe siegravecle Vuibert (1996)
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Semestre 3 UE Deacutecouverte
Matiegravere Chimie Mineacuterale Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant physicien drsquoacqueacuterir les
connaissances et les lois fondamentales de la chimie mineacuterale
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Connaicirctre les sciences physiques de la premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere - Proprieacuteteacutes peacuteriodiques blocs peacuteriodes groupes ndash Peacuteriodiciteacute des proprieacuteteacutes
physiques et chimiques caractegraveres des meacutetaux des non-meacutetaux et des meacutetalloiumldes Compleacutements sur lrsquoeacutetat solide
- Les meacutetaux alcalins et alcalino-terreux les meacutetaux des groupes IIIa et IVa les halogegravenes lrsquooxygegravene et le soufre lrsquoazote et le phosphore
- Les meacutetaux de transition proprieacuteteacutes les composeacutes de coordination nomenclature isomeacuterie theacuteories des orbitales hybrides theacuteorie du champ cristallin theacuteorie des orbitales moleacuteculaires proprieacuteteacutes magneacutetiques et couleurs Les eacuteleacutements des groupes IB IIB IIIB VIIIB les terres rares
- Equilibres en solution Equilibres homogegravene et heacuteteacuterogegravene La constante drsquoeacutequilibre Les facteurs drsquoeacutequilibre Principe de Le CHATELIER Notions geacuteneacuterales sur les solutions
- La solubiliteacute Paramegravetres influenccedilant la solubiliteacute Aspect thermochimique de la solubiliteacute La dissociation ionique et la solvatation
- Les solutions ioniques Acides et Bases La dissociation ionique (Lrsquoeacutequilibre de dissociation (Lrsquoauto - ionisation de lrsquoeau) Produit ionique de lrsquoeau Geacuteneacuteraliteacute sur les acides et les bases (Deacutefinitions Conseacutequences de la deacutefinition de BRONSTED Forces des acides et des bases) Le pH des acides et des bases La notion de pH Calcul du pH drsquoun acide ou drsquoune base Mesure du pH Neutralisation drsquoun acide par une base Force des acides et des bases Proprieacuteteacute AcidoBasiques - Notion de pH
- Les sels en solution Etude des sels peu solubles (Deacutefinitions Solubiliteacute de sels Produits de solubiliteacute Deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre de solubiliteacute)
- Oxydoreacuteduction Notion de degreacute drsquooxydations ndashReacuteactions Mode drsquoeacutevaluation Examen 100 Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 28
Semestre 3
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3
Objectifs de lrsquoenseignement
- Acquisition drsquoune culture de langue scientifique et des bases de langage courant - Acquisition drsquoune capaciteacute aux techniques de lrsquoexposeacute oral Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues eacutetrangegraveres 1 et 2 enseigneacutees en L1
SM
Contenu de la matiegravere
Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue eacutetrangegravere Entraicircnement agrave la compreacutehension de documents eacutecrits relatifs au domaine de la physique On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique Tous les supports seront utiliseacutes - Traduction de notices et publications Reacutedaction de reacutesumeacutes Bibliographie et exposeacutes de projet
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 29
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
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- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 36
Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 37
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 38
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 40
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 41
Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Aoucirct 2014
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 42
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 25
Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Cristallographie physique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs agrave atteindre par lrsquoenseignement de cette matiegravere sont
- Lrsquointroduction des concepts et des proprieacuteteacutes du cristal et du reacuteseau cristallin et
les diffeacuterents modes de reacuteseaux
- La connaissance des lois de la diffraction et les diffeacuterentes liaisons dans les
cristaux
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les bases fondamentales de la chimie et la physique de la
premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition de lrsquoeacutetat cristallin Reacuteseaux deacutefinitions Rangeacutee et plan reacuteticulaire Mailles repreacutesentatives Motif Indices de Miller Reacuteseau reacuteciproque Deacutefinition Quelques proprieacuteteacutes et relations avec grandeur du reacuteseau direct Distance inter reacuteticulaire II ndash Symeacutetrie des figures finies Opeacuterations de symeacutetrie Inversion Rotation Reacuteflexion Inversion rotatoire Reacuteflexion rotatoire Notions de points eacutequivalents III ndash Symeacutetrie des reacuteseaux ndash reacuteseaux de Bravais Systegravemes cristallins Les diffeacuterents modes de reacuteseaux Les quatorze reacuteseaux de Bravais Incompatibiliteacute de certains ordres drsquoaxes de rotation avec les reacuteseaux Quelques relations geacuteomeacutetriques dans les reacuteseaux IV ndash Meacutethodes expeacuterimentales de la diffraction Conditions de diffraction Loi de Bragg Equation de Von Laue Construction drsquoEwald Diffeacuterentes meacutethode de diffraction Meacutethode de Laue Meacutethode de Debye-Scherrer Meacutethode du cristal tournant Meacutethode de Weissenberg Diffractomegravetres automatiques V ndash Liaisons chimiques Geacuteneacuteraliteacutes sur les liaisons chimiques Structures stables et eacutenergie interne Les diffeacuterentes liaisons dans les cristaux Forces drsquoattraction i) Liaisons fortes ndash liaisons de valence Liaison ionique Liaison de covalence Liaison meacutetallique Interaction ion-dipocircle Ii) Liaisons faibles- Liaison de Van der Waals Liaison par transfert de charge Liaison hydrogegravene Forces de reacutepulsion
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Histoire de la Physique
Objectifs de lrsquoenseignement Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert le monde
fabuleux de la physique et son histoire agrave travers le temps et la contribution de ses savants
Connaissances preacutealables recommandeacutees Connaicirctre les sciences physiques de la
premiegravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
1- La physique ancienne 11 Origine de la physique 12 La physique avant Aristote Thales Pythagore Empeacutedocle 13 Les atomistes Leucippe Deacutemocritehellip 14 La physique agrave lrsquoeacutepoque drsquoAristote Theacuteophraste Straton Eacutepicure Zeacutenon 15 Ecole drsquoAlexandrie amp la Physique Euclide Archimegravede Eratosthegravene Ptoleacutemeacutee 2- La contribution de la civilisation islamique agrave lrsquoeacutevolution de la physique 21 Contribution aux progregraves de lrsquoastronomie (al-Khawarizmi Habash al Hasib al-Battani les fregraveres Banou Moussa al-Sufi ibn Yunus et al-Biruni al-Zarqali) 22 Contribution aux progregraves de lrsquooptique al-Kindi ibn Sahl al Hazen 23 Contribution aux progregraves de la meacutecanique (al Fārābi al-Khāzinī al-Jāzāri al-Baghdādī al-Rāzī al-Ṭ ūsī)
24 Contribution aux progregraves sur la constitution de la matiegravere 25 Contribution aux progregraves du magneacutetisme 3- La meacutecanique newtonienne et la theacuteorie eacutelectromagneacutetique 31 Copernic Kepler Galileacutee Newton 32 Le XVIIIe siegravecle le triomphe de la meacutecanique Christiaan Huygens les fregraveres Jacques et Jean Bernoulli Leonhard Euler Jean Le Rond drsquoAlembert Louis de Lagrange 33 Le XIXe siegravecle lrsquoeacutelectromagneacutetisme Franccedilois Arago Hans Christian Oersted Michael Faraday James Clerk Maxwell 34 Lrsquooptique drsquoune vision corpusculaire agrave une vision ondulatoire 35 La crise autour de 1900 4- La meacutecanique quantique 41 La constante de Planck 42 Schroumldinger et son eacutequation 43 Heisenberg et la relation drsquoincertitude 44 Pauli et le principe drsquoexclusion 45 Lrsquoatome de Bohr 46 Dirac et ses contributions agrave la physique quantique 5- La theacuteorie de la relativiteacute 51 La theacuteorie de la relativiteacute restreinte Lrsquoeacutequivalence masse-eacutenergie 52 Application eacutenergie nucleacuteaire (fission fusion) 53 La theacuteorie de la relativiteacute geacuteneacuterale La courbure de lrsquoespace-temps 54 Application Expansion de lrsquounivers modegravele standard de la cosmologie
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J ROSMORDUC Une histoire de la physique et de la chimie Le Seuil coll laquo Points Sciences raquo (1985)
- A DJEBBAR et J ROSMORDUC Une histoire de la science arabe Introduction agrave la connaissance du patrimoine scientifique des pays dislam Le Seuil (2001)
- R TATON Histoire geacuteneacuterale des sciences PUF Quadrige (1983) - M BIEZUNSKI Histoire de la physique moderne la Deacutecouverte (1993) - R LOCQUENEUX Histoire de la physique PUF Que sais-je ndeg421 (1987) - M PATY La physique du XXe siegravecle Vuibert (1996)
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Semestre 3 UE Deacutecouverte
Matiegravere Chimie Mineacuterale Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant physicien drsquoacqueacuterir les
connaissances et les lois fondamentales de la chimie mineacuterale
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Connaicirctre les sciences physiques de la premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere - Proprieacuteteacutes peacuteriodiques blocs peacuteriodes groupes ndash Peacuteriodiciteacute des proprieacuteteacutes
physiques et chimiques caractegraveres des meacutetaux des non-meacutetaux et des meacutetalloiumldes Compleacutements sur lrsquoeacutetat solide
- Les meacutetaux alcalins et alcalino-terreux les meacutetaux des groupes IIIa et IVa les halogegravenes lrsquooxygegravene et le soufre lrsquoazote et le phosphore
- Les meacutetaux de transition proprieacuteteacutes les composeacutes de coordination nomenclature isomeacuterie theacuteories des orbitales hybrides theacuteorie du champ cristallin theacuteorie des orbitales moleacuteculaires proprieacuteteacutes magneacutetiques et couleurs Les eacuteleacutements des groupes IB IIB IIIB VIIIB les terres rares
- Equilibres en solution Equilibres homogegravene et heacuteteacuterogegravene La constante drsquoeacutequilibre Les facteurs drsquoeacutequilibre Principe de Le CHATELIER Notions geacuteneacuterales sur les solutions
- La solubiliteacute Paramegravetres influenccedilant la solubiliteacute Aspect thermochimique de la solubiliteacute La dissociation ionique et la solvatation
- Les solutions ioniques Acides et Bases La dissociation ionique (Lrsquoeacutequilibre de dissociation (Lrsquoauto - ionisation de lrsquoeau) Produit ionique de lrsquoeau Geacuteneacuteraliteacute sur les acides et les bases (Deacutefinitions Conseacutequences de la deacutefinition de BRONSTED Forces des acides et des bases) Le pH des acides et des bases La notion de pH Calcul du pH drsquoun acide ou drsquoune base Mesure du pH Neutralisation drsquoun acide par une base Force des acides et des bases Proprieacuteteacute AcidoBasiques - Notion de pH
- Les sels en solution Etude des sels peu solubles (Deacutefinitions Solubiliteacute de sels Produits de solubiliteacute Deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre de solubiliteacute)
- Oxydoreacuteduction Notion de degreacute drsquooxydations ndashReacuteactions Mode drsquoeacutevaluation Examen 100 Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3
Objectifs de lrsquoenseignement
- Acquisition drsquoune culture de langue scientifique et des bases de langage courant - Acquisition drsquoune capaciteacute aux techniques de lrsquoexposeacute oral Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues eacutetrangegraveres 1 et 2 enseigneacutees en L1
SM
Contenu de la matiegravere
Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue eacutetrangegravere Entraicircnement agrave la compreacutehension de documents eacutecrits relatifs au domaine de la physique On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique Tous les supports seront utiliseacutes - Traduction de notices et publications Reacutedaction de reacutesumeacutes Bibliographie et exposeacutes de projet
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 32
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 34
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 36
Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Aoucirct 2014
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 42
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Semestre 3
UE Deacutecouverte
Matiegravere Histoire de la Physique
Objectifs de lrsquoenseignement Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert le monde
fabuleux de la physique et son histoire agrave travers le temps et la contribution de ses savants
Connaissances preacutealables recommandeacutees Connaicirctre les sciences physiques de la
premiegravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
1- La physique ancienne 11 Origine de la physique 12 La physique avant Aristote Thales Pythagore Empeacutedocle 13 Les atomistes Leucippe Deacutemocritehellip 14 La physique agrave lrsquoeacutepoque drsquoAristote Theacuteophraste Straton Eacutepicure Zeacutenon 15 Ecole drsquoAlexandrie amp la Physique Euclide Archimegravede Eratosthegravene Ptoleacutemeacutee 2- La contribution de la civilisation islamique agrave lrsquoeacutevolution de la physique 21 Contribution aux progregraves de lrsquoastronomie (al-Khawarizmi Habash al Hasib al-Battani les fregraveres Banou Moussa al-Sufi ibn Yunus et al-Biruni al-Zarqali) 22 Contribution aux progregraves de lrsquooptique al-Kindi ibn Sahl al Hazen 23 Contribution aux progregraves de la meacutecanique (al Fārābi al-Khāzinī al-Jāzāri al-Baghdādī al-Rāzī al-Ṭ ūsī)
24 Contribution aux progregraves sur la constitution de la matiegravere 25 Contribution aux progregraves du magneacutetisme 3- La meacutecanique newtonienne et la theacuteorie eacutelectromagneacutetique 31 Copernic Kepler Galileacutee Newton 32 Le XVIIIe siegravecle le triomphe de la meacutecanique Christiaan Huygens les fregraveres Jacques et Jean Bernoulli Leonhard Euler Jean Le Rond drsquoAlembert Louis de Lagrange 33 Le XIXe siegravecle lrsquoeacutelectromagneacutetisme Franccedilois Arago Hans Christian Oersted Michael Faraday James Clerk Maxwell 34 Lrsquooptique drsquoune vision corpusculaire agrave une vision ondulatoire 35 La crise autour de 1900 4- La meacutecanique quantique 41 La constante de Planck 42 Schroumldinger et son eacutequation 43 Heisenberg et la relation drsquoincertitude 44 Pauli et le principe drsquoexclusion 45 Lrsquoatome de Bohr 46 Dirac et ses contributions agrave la physique quantique 5- La theacuteorie de la relativiteacute 51 La theacuteorie de la relativiteacute restreinte Lrsquoeacutequivalence masse-eacutenergie 52 Application eacutenergie nucleacuteaire (fission fusion) 53 La theacuteorie de la relativiteacute geacuteneacuterale La courbure de lrsquoespace-temps 54 Application Expansion de lrsquounivers modegravele standard de la cosmologie
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J ROSMORDUC Une histoire de la physique et de la chimie Le Seuil coll laquo Points Sciences raquo (1985)
- A DJEBBAR et J ROSMORDUC Une histoire de la science arabe Introduction agrave la connaissance du patrimoine scientifique des pays dislam Le Seuil (2001)
- R TATON Histoire geacuteneacuterale des sciences PUF Quadrige (1983) - M BIEZUNSKI Histoire de la physique moderne la Deacutecouverte (1993) - R LOCQUENEUX Histoire de la physique PUF Que sais-je ndeg421 (1987) - M PATY La physique du XXe siegravecle Vuibert (1996)
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Semestre 3 UE Deacutecouverte
Matiegravere Chimie Mineacuterale Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant physicien drsquoacqueacuterir les
connaissances et les lois fondamentales de la chimie mineacuterale
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Connaicirctre les sciences physiques de la premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere - Proprieacuteteacutes peacuteriodiques blocs peacuteriodes groupes ndash Peacuteriodiciteacute des proprieacuteteacutes
physiques et chimiques caractegraveres des meacutetaux des non-meacutetaux et des meacutetalloiumldes Compleacutements sur lrsquoeacutetat solide
- Les meacutetaux alcalins et alcalino-terreux les meacutetaux des groupes IIIa et IVa les halogegravenes lrsquooxygegravene et le soufre lrsquoazote et le phosphore
- Les meacutetaux de transition proprieacuteteacutes les composeacutes de coordination nomenclature isomeacuterie theacuteories des orbitales hybrides theacuteorie du champ cristallin theacuteorie des orbitales moleacuteculaires proprieacuteteacutes magneacutetiques et couleurs Les eacuteleacutements des groupes IB IIB IIIB VIIIB les terres rares
- Equilibres en solution Equilibres homogegravene et heacuteteacuterogegravene La constante drsquoeacutequilibre Les facteurs drsquoeacutequilibre Principe de Le CHATELIER Notions geacuteneacuterales sur les solutions
- La solubiliteacute Paramegravetres influenccedilant la solubiliteacute Aspect thermochimique de la solubiliteacute La dissociation ionique et la solvatation
- Les solutions ioniques Acides et Bases La dissociation ionique (Lrsquoeacutequilibre de dissociation (Lrsquoauto - ionisation de lrsquoeau) Produit ionique de lrsquoeau Geacuteneacuteraliteacute sur les acides et les bases (Deacutefinitions Conseacutequences de la deacutefinition de BRONSTED Forces des acides et des bases) Le pH des acides et des bases La notion de pH Calcul du pH drsquoun acide ou drsquoune base Mesure du pH Neutralisation drsquoun acide par une base Force des acides et des bases Proprieacuteteacute AcidoBasiques - Notion de pH
- Les sels en solution Etude des sels peu solubles (Deacutefinitions Solubiliteacute de sels Produits de solubiliteacute Deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre de solubiliteacute)
- Oxydoreacuteduction Notion de degreacute drsquooxydations ndashReacuteactions Mode drsquoeacutevaluation Examen 100 Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 3
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3
Objectifs de lrsquoenseignement
- Acquisition drsquoune culture de langue scientifique et des bases de langage courant - Acquisition drsquoune capaciteacute aux techniques de lrsquoexposeacute oral Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues eacutetrangegraveres 1 et 2 enseigneacutees en L1
SM
Contenu de la matiegravere
Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue eacutetrangegravere Entraicircnement agrave la compreacutehension de documents eacutecrits relatifs au domaine de la physique On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique Tous les supports seront utiliseacutes - Traduction de notices et publications Reacutedaction de reacutesumeacutes Bibliographie et exposeacutes de projet
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 29
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 30
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 31
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 32
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 33
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
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Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 37
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 40
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 41
Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Aoucirct 2014
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 42
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Semestre 3 UE Deacutecouverte
Matiegravere Chimie Mineacuterale Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant physicien drsquoacqueacuterir les
connaissances et les lois fondamentales de la chimie mineacuterale
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Connaicirctre les sciences physiques de la premiegravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere - Proprieacuteteacutes peacuteriodiques blocs peacuteriodes groupes ndash Peacuteriodiciteacute des proprieacuteteacutes
physiques et chimiques caractegraveres des meacutetaux des non-meacutetaux et des meacutetalloiumldes Compleacutements sur lrsquoeacutetat solide
- Les meacutetaux alcalins et alcalino-terreux les meacutetaux des groupes IIIa et IVa les halogegravenes lrsquooxygegravene et le soufre lrsquoazote et le phosphore
- Les meacutetaux de transition proprieacuteteacutes les composeacutes de coordination nomenclature isomeacuterie theacuteories des orbitales hybrides theacuteorie du champ cristallin theacuteorie des orbitales moleacuteculaires proprieacuteteacutes magneacutetiques et couleurs Les eacuteleacutements des groupes IB IIB IIIB VIIIB les terres rares
- Equilibres en solution Equilibres homogegravene et heacuteteacuterogegravene La constante drsquoeacutequilibre Les facteurs drsquoeacutequilibre Principe de Le CHATELIER Notions geacuteneacuterales sur les solutions
- La solubiliteacute Paramegravetres influenccedilant la solubiliteacute Aspect thermochimique de la solubiliteacute La dissociation ionique et la solvatation
- Les solutions ioniques Acides et Bases La dissociation ionique (Lrsquoeacutequilibre de dissociation (Lrsquoauto - ionisation de lrsquoeau) Produit ionique de lrsquoeau Geacuteneacuteraliteacute sur les acides et les bases (Deacutefinitions Conseacutequences de la deacutefinition de BRONSTED Forces des acides et des bases) Le pH des acides et des bases La notion de pH Calcul du pH drsquoun acide ou drsquoune base Mesure du pH Neutralisation drsquoun acide par une base Force des acides et des bases Proprieacuteteacute AcidoBasiques - Notion de pH
- Les sels en solution Etude des sels peu solubles (Deacutefinitions Solubiliteacute de sels Produits de solubiliteacute Deacuteplacement de lrsquoeacutequilibre de solubiliteacute)
- Oxydoreacuteduction Notion de degreacute drsquooxydations ndashReacuteactions Mode drsquoeacutevaluation Examen 100 Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 28
Semestre 3
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3
Objectifs de lrsquoenseignement
- Acquisition drsquoune culture de langue scientifique et des bases de langage courant - Acquisition drsquoune capaciteacute aux techniques de lrsquoexposeacute oral Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues eacutetrangegraveres 1 et 2 enseigneacutees en L1
SM
Contenu de la matiegravere
Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue eacutetrangegravere Entraicircnement agrave la compreacutehension de documents eacutecrits relatifs au domaine de la physique On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique Tous les supports seront utiliseacutes - Traduction de notices et publications Reacutedaction de reacutesumeacutes Bibliographie et exposeacutes de projet
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 29
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 30
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 31
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 32
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 33
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 34
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 36
Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 37
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 38
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 39
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 40
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 41
Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
------------------
Aoucirct 2014
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 42
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 28
Semestre 3
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 3
Objectifs de lrsquoenseignement
- Acquisition drsquoune culture de langue scientifique et des bases de langage courant - Acquisition drsquoune capaciteacute aux techniques de lrsquoexposeacute oral Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues eacutetrangegraveres 1 et 2 enseigneacutees en L1
SM
Contenu de la matiegravere
Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie en langue eacutetrangegravere Entraicircnement agrave la compreacutehension de documents eacutecrits relatifs au domaine de la physique On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique Tous les supports seront utiliseacutes - Traduction de notices et publications Reacutedaction de reacutesumeacutes Bibliographie et exposeacutes de projet
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 29
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 30
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 36
Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 37
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 38
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 40
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 41
Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Aoucirct 2014
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 42
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 29
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
Figurant parmi les branches fondamentales de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant drsquoacqueacuterir les lois fondamentales de la thermodynamique et la conservation de lrsquoeacutenergie ainsi que les fonctions thermodynamiques ou drsquoeacutetat caracteacuterisant un systegraveme et lrsquoirreacuteversibiliteacute Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere laquo Chimie 2 raquo enseigneacutee en S2 de la 1egravere anneacutee
Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1- Rappel des principes de la thermodynamique Rappel des notions de base descriptions microscopique et macroscopique travail chaleur eacutenergie interne principe de conservation de lrsquoeacutenergie deacutefinition de leacutequilibre thermique Rappel des principes de la thermodynamique Chapitre 2- Notions sur les modes de transferts thermiques Conduction convection rayonnement thermique Chapitre 3- Principe du maximum dentropie Contraintes internes principe du maximum dentropie variables thermodynamiques tempeacuterature pression potentiel chimique hellip transformations quasi-statiques et reacuteversibles travail maximum et machines thermiques Chapitre 4- Eleacutements de theacuteorie cineacutetique et pheacutenomegravenes irreacuteversibles section efficace temps de vol libre parcours moyen tempeacuterature pression exemples de lois physiques irreacuteversibles approximation du libre parcours moyen conductibiliteacute thermique coefficient de diffusion Chapitre 5- Fonctions thermodynamiques Choix des variables thermodynamiques potentiels thermodynamiques capaciteacutes calorifiques relation de Gibbs-Duhem Chapitre 6- Potentiel chimique Relations fondamentales coexistence de phases conditions deacutequilibre agrave pression constante eacutequilibre et stabiliteacute agrave potentiel chimique fixeacute reacuteactions chimiques Chapitre 7- Applications Machines thermiques machines thermiques ideacuteales machines thermiques reacuteelles liqueacutefaction des gaz techniques dobtention des basses tempeacuteratures Transitions de phase dune substance pure transitions de phase dun meacutelange solutions dilueacutees eacutequilibre chimique Thermodynamique des mateacuteriaux magneacutetiques approche macroscopique modegravele microscopique et solution analytique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - B DIU et al Exercices et problegravemes de thermodynamique Editions Hermann Paris (2010) - JP PEREZ Thermodynamique Fondements et applications Exercices et problegravemes Dunod
Paris (2001) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001) - W GREINER et al Thermodynamique et meacutecanique statistique Springer Paris (1999) - J-N FOUSSARD S MATHE Thermodynamique - Bases et applications Cours et exercices
corrigeacutes 2egraveme Ed Dunod (2010) - R MAUDUIT Thermodynamique en 20 fiches Ed Dunod (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 36
Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 37
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 38
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 40
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 41
Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Aoucirct 2014
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 42
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 30
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Fonction de la Variable Complexe
Objectifs de lrsquoenseignement
Les matheacutematiques traitant de la variable complexe sont tregraves importantes agrave ce niveau de la formation universitaire Ils traitent les fonctions eacuteleacutementaires et lrsquoholomorphisme des fonctions avec les theacuteoregravemes des reacutesidus et leurs applications
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Matheacutematique 1 amp 2 raquo enseigneacutees en 1egravere
anneacutee Sciences de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Fonctions holomorphes Le plan complexe - Fonction dune variable complexe agrave valeurs complexes - Fonctions holomorphes et harmoniques - transformations holomorphiques - Primitive dune fonction holomorphe Chapitre 2 Fonctions eacuteleacutementaires Fonction homographique - Fonctions exponentielles trigonomeacutetriques et hyperboliques - Fonction logarithme - Fonctions puissances - Fonctions trigonomeacutetriques et hyperboliques inverses Chapitre 3 Theacuteoregravemes fondamentaux sur les fonctions holomorphes Inteacutegrale le long dun chemin dun arc de courbe - Theacuteoregraveme de Cauchy - Primitives - Inteacutegrale de Cauchy - Seacuteries de Taylor- Etude des zeacuteros - Prolongement analytique - Deacuteveloppement de Laurent - Points singuliers isoleacutes Chapitre 4 Theacuteoregravemes des reacutesidus et applications au calcul dinteacutegrales Theacuteoregraveme des Reacutesidus - Inteacutegrales de fractions rationnelles - Inteacutegrales trigonomeacutetriques - Fonctions multiformes formule des compleacutements - Reacutesidu agrave linfini Chapitre 5 Applications Equivalence entre holomorphie et Analyticiteacute Theacuteoregraveme du Maximum Theacuteoregraveme de Liouville Theacuteoregraveme de Roucheacute Theacuteoregraveme des Reacutesidus Calcul drsquointeacutegrales par la meacutethode des Reacutesidus
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- SPIEGEL Variables complexes Cours et problegravemes Seacuteries Schaum Mac Graw Hill (2000) - Elie BELORIZKY Outils matheacutematiques agrave lusage des scientifiques et des ingeacutenieurs EDP
Sciences Paris (2007) - Walter APPEL Matheacutematiques pour la physique et les physiciens 4egraveme Ed HampK Edition Paris
(2008) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences1 Concepts meacutethodes et techniques - pour la modeacutelisation De Boeck Bruxelles (2011) - C ASLANGUL Des matheacutematiques pour les sciences2 Corrigeacutes deacutetailleacutes et commenteacutes des exercices et problegravemes De Boeck Bruxelles (2013)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
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Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 36
Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 37
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 38
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 40
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 41
Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Aoucirct 2014
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L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 31
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Meacutecanique Quantique
Objectifs de lrsquoenseignement
Etant la base de la physique theacuteorique la meacutecanique quantique est construite sur le formalisme matheacutematique et les postulats de la meacutecanique quantique pour lrsquoexplication des pheacutenomegravenes quantiques et la description des particules eacuteleacutementaires
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les Matheacutematiques et la Physique de la 1egravere anneacutee SM
ainsi que la matiegravere laquo Meacutecanique Analytique raquo enseigneacutee en S3 SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux pheacutenomegravenes quantiques Le rayonnement du corps noir et lrsquohypothegravese de Planck Lrsquoeffet photoeacutelectrique Lrsquoeffet Compton Lrsquohypothegravese de de Broglie et la dualiteacute onde-corpuscule Lrsquoexpeacuterience de Franck amp Hertz et la quantification de lrsquoeacutenergie Chapitre 2 La description des particules en meacutecanique quantique La notion de fonction drsquoonde et la description probabiliste des systegravemes physiques Densiteacute de probabiliteacute de preacutesence et condition de normalisation Valeur moyenne et eacutecart quadratique moyen de la position et de lrsquoimpulsion Mesure et incertitude sur la mesure de la position et de lrsquoimpulsion Le principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 3 Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et eacutetude de potentiels eacuteleacutementaires agrave une dimension Lrsquoeacutequation de Schroumldinger et ses proprieacuteteacutes Forme des solutions stationnaires Etude du cas de la particule libre enfermeacutee dans une boite de volume fini Etude du puits de potentiel de profondeur infinie Etude de la marche et de la barriegravere carreacutee de potentiel Coefficients de reacuteflexion et de transmission effet tunnel Chapitre 4 Le formalisme matheacutematique de la meacutecanique quantique Espace de Hilbert espaces des fonctions drsquoonde espace des eacutetats Notation de Dirac opeacuterateurs lineacuteaires opeacuterateurs hermeacutetiques Equations aux valeurs propres observables Ecco Repreacutesentation x et p produit tensoriel drsquoespaces et drsquoopeacuterateurs Chapitre 5 Les postulats de la meacutecanique quantique Description de lrsquoeacutetat drsquoun systegraveme et des grandeurs physiques Mesures des grandeurs physiques Evolution temporelle des systegravemes Valeur moyenne drsquoune observable eacutecart quadratique moyen Evolution de la valeur moyenne drsquoune observable theacuteoregraveme drsquoErnest Systegravemes conservatifs freacutequence de Bohr Relation drsquoincertitude temps-eacutenergie Chapitre 6 Une petite introduction a lrsquoeacutetude de lrsquooscillateur harmonique
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- C COHEN-TANNOUDJI B Diu et F Laloeuml Meacutecanique quantique Hermann (1997) - C PIRON Meacutecanique Quantique Bases et Applications Presses Polytechniques et
Universitaires Romandes (1998) - L LANDAU et E LIFCHITZ Physique theacuteorique tome 3 Meacutecanique quantique eacuted MIR
Moscou (1975) - A TELLEZ-ARENAS Meacutecanique quantique Travaux dirigeacutees Masson (1976) - R OMNES Les indispensables de la meacutecanique quantique Collection Sciences Odile Jacob
(2006)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 32
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 33
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 34
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 35
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 36
Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 37
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 38
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 39
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 40
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 41
Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
------------------
Aoucirct 2014
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 42
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 32
Semestre 4
UE Fondamentale
Matiegravere Electromagneacutetisme
Objectifs de lrsquoenseignement
Primordial pour un physicien lrsquoeacutelectromagneacutetisme sera preacutesenteacute par le champ magneacutetique
et ses modegraveles de Maxwell et Lorentz ainsi que le rayonnement et la propagation des
ondes eacutelectromagneacutetiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Outils matheacutematiques 11 Relations danalyse vectorielle (Gradient divergence Rotationnel et Laplacien) en
coordonneacutees carteacutesiennes polaires cylindriques et spheacuteriques 12 Deacutefinition et Proprieacuteteacutes de la distribution Delta de Dirac Chapitre 2 Equations de Maxwell 21 Rappel des notions de base Champ eacutelectrique Champ magneacutetique Potentiel scalaire V et potentiel vecteur A Conditions de Lorentz Force de Lorentz 22 Equations de Maxwell Chapitre 3 Propagation des ondes eacutelectromagneacutetiques 32 Ondes planes en milieu infini Ondes planes dans le vide Propagation des ondes planes
eacutelectromagneacutetiques dans les isolants dans un milieu conducteur dans les gaz ioniseacutes agrave basse pression
33 Reacuteflexion et reacutefraction Lois de reacuteflexion et de reacutefraction Equations de Fresnel Angle de Brewster Reacuteflexion totale sur une interface entre deux isolants magneacutetiques Reacuteflexion et reacutefraction agrave la surface dun bon conducteur Reacuteflexion dune onde eacutelectromagneacutetique par un gaz ioniseacute
34 Ondes guideacutees Propagation en ligne droite ligne coaxiale guide dondes rectangulaires et creux
Chapitre 4 Rayonnement dondes eacutelectromagneacutetiques 41 Rayonnement dun dipocircle eacutelectrique 42 Rayonnement dune antenne alignement dantennes 43 Rayonnement dun quadripocircle eacutelectrique 44 Rayonnement dun dipocircle magneacutetique 45 Rayonnement dun quadripocircle magneacutetique 46 Theacuteoregraveme de reacuteciprociteacute
Mode drsquoeacutevaluation Continu 33 Examen 67
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- J-P PEREZ R CARLES R FLECKINGER Electromagneacutetisme Fondements et Applications Ed Dunod (2011)
- H DJELOUAH Electromagneacutetisme Offices des Publications Universitaires OPU (2011)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 33
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 34
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
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Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
------------------
Aoucirct 2014
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Travaux Pratiques de Thermodynamique
Objectifs de lrsquoenseignement
- Consolidation des connaissances theacuteoriques sur la thermodynamique
- Apprentissage et visualisation des pheacutenomegravenes lieacutes agrave la thermodynamique
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres laquo Chimie 2 raquo et laquo TP de Chimie2 raquo
enseigneacutees en S2 ainsi que les Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere (Choisir 5 TP selon disponibiliteacute de mateacuteriel)
1- Loi des gaz parfaits veacuterification de la de Boyle-Mariotte Mateacuteriels() Tubes en verre gradueacutes (Oslash = 15 cm env) avec robinet tuyau souple grande regravegle mercure et supports 2- Mesure du coefficient ɤ = CpCv deacutetermination par la meacutethode de Cleacutement ndashDeacutesormeacutes
Mateacuteriels bonbonne avec robinet tubes en verre (Oslash= 3-5mm) tubes souples pompes agrave air tubes en verre en U chronomegravetre mercure grande regravegle gradueacutee robinets et supports 3- Dilatation thermiques des solides Mateacuteriels Tubes (acier laiton cuivre verrehellip) L=65cm et Oslash= 7mm pyromegravetre agrave cadran comparateur thermomegravetres numeacuteriques tuyau souple et thermostat de circulation de 30 agrave 100degC 4- Calorimeacutetrie Mesurer les quantiteacutes de chaleur ou les transferts thermiques entre des corps diffeacuterents en utilisant plusieurs types de calorimeacutetrie (agrave glace agrave reacutesistance hellip) Mateacuteriels Vase Dewar avec couvercle grenaille cuivre plomb verre hellip (env 100 g de chaque) thermomegravetres balance geacuteneacuterateur de vapeur 220V550W beacutecher calorimegravetre ensemble chauffant avec couvercle et accessoires beacutecher en aluminium bec Bunsen glace et supports 5- Deacutetermination de la chaleur latente de vaporisation Mateacuteriels Appareils pour deacuteterminer les pressions de la vapeur drsquoeau (chaudiegravere) un manomegravetre 60 atm un thermomegravetre 0-250degC et un bruleur agrave gaz (bec Bunsen) 6- Etalonnage drsquoun thermocouple (mesure de son pouvoir thermoeacutelectrique) Mateacuteriels Fils (cuivre et constantin deux beacutechers thermomegravetres (0-100degC) Microvoltmegravetre numeacuterique un bruleur agrave gaz de la glace et une bougie 7- Propagation de la chaleur dans une barre cylindrique en meacutetal Mateacuteriels Tubes en meacutetal l = 15 m et Oslash =2 cm Thermomegravetres numeacuteriques chronomegravetre four tubulaire et supports 8- Transport de la chaleur convection thermique Mateacuteriels Thermosiphon Bec Bunsen colorant en poudre et supports 9- Isolation thermique Mateacuteriels Chambre calorifique avec accessoires 10- Theacuteorie cineacutetique des gaz variation du volume des gaz en fonction de la pression agrave tempeacuterature constante (loi de Boyle-Mariotte) () A titre indicatif
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- B DIU et al Thermodynamique Editions Hermann Paris (2007) - M LE BELLAC et al Thermodynamique statistique Dunod Paris (2001)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 34
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 35
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
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Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 37
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 38
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
------------------
Aoucirct 2014
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Meacutecanique des Fluides
Objectifs de lrsquoenseignement
Cet enseignement fournit agrave lrsquoeacutetudiant les fondements de la Meacutecanique des Fluides en commenccedilant par la statique des fluides puis la cineacutematique et enfin la dynamique des fluides qursquoils soient parfaits ou visqueux Cet enseignement est accompagneacute de travaux pratiques Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est neacutecessaire de maicirctriser la matiegravere laquo Physique 1 raquo ainsi que les matheacutematiques de la
1egravere anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Geacuteneacuteraliteacutes Deacutefinition du milieu continu caracteacuteristique du milieu fluide notion de particule fluide Forces de volume et force des surfaces appliqueacutes agrave un domaine fluide Fluide parfait fluide visqueux Chapitre 2 Statique des fluides Equation geacuteneacuterale de la statique des fluides Cas particulier de lrsquohydrostatique Forces de pousseacutee drsquoArchimegravede Statique des gaz Chapitre 3 Cineacutematique des fluides Repeacuterage drsquoune particule fluide Point de vue de Lagrange point de vue drsquoEuler deacuteriveacutee particulaire Lignes de courant ligne drsquoeacutemission trajectoire Tenseur des deacuteformations lois de comportement Cas drsquoun fluide newtonien Ecoulements rotationnels et irrotationnels Ecoulements plans agrave potentiel des vitesses exemple classique Chapitre 4 Dynamique des fluides parfaits Theacuteoregravemes geacuteneacuteraux Equations fondamentales pour un fluide parfait Equation de Bernoulli applications Etude des deacutebitmegravetres (venture tube de Pitothellip) Chapitre 5 Dynamique des fluides visqueux Equation inteacutegrale du mouvement Equation locale eacutequation de Navier-Stockes applications Reacutesolution de quelques problegravemes classiques instationnaires Chapitre 6 introduction agrave la dynamique des gaz Equation de barreacute de St-Venant Ecoulement dans un convergent-divergent Ecoulement supersonique ondes de chocs Liste des TP MDF (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1 Mise en eacutevidence et mesure de la tension superficielle 2 Pousseacutee dArchimegravede 3 Mesure de viscositeacute 4 Deacutebitmeacutetrie 5 Mesure de pression et de vitesse (tube de Pitot) Preacutecision des manomegravetres 6 Ecoulement de Haguen-Poiseuille et Vidange dun reacuteservoir (Torricelli) 7 Pertes de charges reacuteguliegraveres et veacuterification du theacuteoregraveme de Bernoulli 8 Pertes de charges singuliegraveres dans un eacutelargissement et un reacutetreacutecissement coniques 9 Etude dun rotamegravetre et deacuteduction de la force de frottement sur le ludion (traineacutee) 10 Action dun jet sur un obstacle plan (theacuteoregraveme de quantiteacute de mouvement)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- S CANDEL Meacutecanique des Fluides (tomes 1 et 2 cours et problegravemes reacutesolus Dunod (1995) - RK ZEYTOUNIAN Meacutecanique des fluides fondamentale Springer-Verlag Berlin (1991) - R BENHAMOUDA Meacutecanique des fluides- (Cours et exercices corrigeacutes) OPU (2008) - RV GILES JEVETT C LIU Meacutecanique des fluides et hydraulique McGraw-Hill Paris (1995) - H BROCHI Meacutecanique des fluides Ed Universiteacute Nice Sophia-Antipolis (2006)
- J COIRIER Meacutecanique des milieux continus Concepts de base Dunod Paris (1997) - Meacutecanique des fluides et hydraulique (cours et problegravemes) Seacuterie SCHAUM
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Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 36
Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 37
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 38
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
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UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
------------------
Aoucirct 2014
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L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 35
Semestre 4
UE Meacutethodologie
Matiegravere Electronique Geacuteneacuterale
Objectifs de lrsquoenseignement
Maicirctrise et calcul des reacuteseaux eacutelectriques et circuits de types RL RC et RLC ainsi que les
quadripocircles et les diodes accompagneacutes drsquoun ensemble lsquoexemple drsquoapplication sous forme
de travaux pratiques
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser la matiegravere Physique 2 (Electriciteacute) enseigneacutee en S2 et les
Matheacutematiques de la 1egravere anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
I ndash REacuteSEAUX EacuteLECTRIQUES (5 semaines) 1 Courant continu Deacutefinition geacuteneacuterateurs de tension et de courant (ideacuteal reacuteel) relations tensions ndashcourant (R L C) lois de Kirchhoff Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux lineacuteaires meacutethode des mailles et des nœuds application agrave la notation matricielle Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition theacuteoregravemes de Thevenin et Norton reacuteciprociteacute) eacutequivalence entre Thevenin et Norton 2 Reacutegime variable Circuits et signaux en reacutegime variable application du calcul variationnel (transformeacutee de Laplace exemple impeacutedance symbolique et circuits agrave un signal eacutechelon ou agrave signal impulsion) 3 Reacutegime sinusoiumldal repreacutesentation des signaux notations complexes impeacutedance eacutelectriques adaptation drsquoun geacuteneacuterateur sinusoiumldal Meacutethodes drsquoanalyse des reacuteseaux en reacutegime sinusoiumldal et theacuteoregravemes fondamentaux application aux circuits RC RL 4 Eacutetude des circuits reacutesonnants seacuterie et parallegravele reacutegime forceacute reacuteponses en freacutequence coefficients de qualiteacute bande passante seacutelectiviteacute uniteacutes logarithmiques 5 Eacutetude des circuits RLC en reacutegime libre les diffeacuterents reacutegimes conditions initiales Circuits RC et RL (eacutenergie maximale dans C et L) II ndash QUADRIPOLES PASSIFS (6 semaines) 1 Repreacutesentation drsquoun reacuteseau passif par un quadripocircle Les matrices drsquoun quadripocircle association de quadripocircle Grandeurs caracteacuterisant le comportement drsquoun quadripocircle dans un montage (impeacutedance drsquoentreacutee et de sortie gain en courant et en tension) application agrave lrsquoadaptation 2 Quadripocircles particuliers passifs En Г T Π etc eacutequivalence eacutetoile ndash triangle Filtres eacutelectriques passifs Impeacutedances images et caracteacuteristiques eacutetude du gain (en atteacutenuation) drsquoun filtre chargeacute par son impeacutedance iteacuterative Cas particulier du filtre ideacuteal symeacutetrique (bande passante) Repreacutesentation des fonctions de transfert (courbes de Bode) Transformateurs circuits agrave couplage magneacutetique Reacutegime libre (battement) reacutegime forceacute (diffeacuterents coulage et reacuteponses en freacutequence bande passante) III ndash DIODES (4 semaines) Notions eacuteleacutementaires de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs intrinsegraveque et extrinsegraveque Conduction dopage jonction pn diagramme drsquoeacutenergie Constitution et fonctionnement drsquoune diode Polarisation caracteacuteristique I(V) droite de charge statique reacutegime variable Circuits agrave diodes Redressement simple et double alternance application agrave la stabiliteacute de tension par la diode Zener eacutecrecirctage Autres types de diodes varicap DEL photodiode
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Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 38
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 39
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 40
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
------------------
Aoucirct 2014
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L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 36
Liste des TP Electronique 1 (Faire 5 TP selon mateacuteriel disponible) 1- Theacuteoregravemes fondamentaux (superposition Theacutevenin Norton) 2- Circuits en reacutegime libre Inteacutegrateur et deacuterivateur 3- Quadripocircles reacutesistifs 4- Filtres passifs filtres en T double T influence de la charge traceacute de la courbe de
reacuteponse diagramme de Bode pour les circuits du second ordre 5- Filtres actifs 6- Diode I (caracteacuteristiques des diodes redressement et filtrage) 7- Diode II (Diode Zeener Stabilisation par diode Zeener redressement double
alternances par pont eacutecrecirctage)
Mode drsquoeacutevaluation Continu 50 Examen 50
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 37
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 38
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 41
Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Aoucirct 2014
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 42
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Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Physique Atomique amp Nucleacuteaire
Objectifs de lrsquoenseignement
Une merveilleuse branche de la physique lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant deacutecouvrir lrsquoinfiniment petit et comprendre la physique agrave lrsquoeacutechelle de lrsquoatome et du noyau Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
A- Physique atomique Introduction Chapitre 1 Dualiteacute ondes ndash corpuscule Proprieacuteteacutes ondulatoires de la matiegravere Fonction drsquoonde Relations drsquoincertitude drsquoHeisenberg Chapitre 2 Introduction agrave la spectroscopie atomique Spectres Niveaux drsquoeacutenergie Chapitre 3 Atome drsquohydrogegravene et atomes hydrogeacutenoides Theacuteorie de Bohr Theacuteorie de Sommerfeld Etude quantique Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Chapitre 5 Spectroscopie atomique Transitions radiatives Emission spontaneacutee Emission induite Chapitre 6 Rayons X Loi de Mosley Spectres B- Physique nucleacuteaire Chapitre 7 Concepts de base Chapitre 8 Structure du noyau Chapitre 9 Deacutesinteacutegration radioactive Chapitre 10 Reacuteactions nucleacuteaires
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 38
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
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- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
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Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
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Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
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Semestre 4
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Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
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L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 38
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Matiegravere Notion drsquoAstronomie et drsquoAstrophysique
Objectifs de lrsquoenseignement
Les objectifs de lrsquoenseignement de cette matiegravere consistent agrave faire deacutecouvrir agrave lrsquoeacutetudiant lrsquoinfiniment grand agrave lrsquoeacutechelle galactique et agrave celle du systegraveme solaire des planegravetes et des eacutetoiles Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Observation et mesure Uniteacutes de mesure en astronomie Evolution des instruments de mesure et drsquoobservation Chapitre 2 Le systegraveme solaire Systegravemes geacuteocentrique de Ptoleacutemeacutee et heacuteliocentrique de Copernic Mesures de la masse dimension et acircge du soleil et des planegravetes Atmosphegraveres champs magneacutetiques et compositions des planegravetes Chapitre 3 Les eacutetoiles Caracteacuteristiques optiques eacuteclat couleur spectre Evolution des eacutetoiles naissance vie mort et nucleacuteosynthegravese Caracteacuteristiques de notre galaxie la voie lacteacutee Novae supernova pulsar et trous noirs Chapitre 4 La cosmologie Les grandes structures de lrsquounivers Le fond diffus cosmologique et la theacuteorie de lrsquoexpansion de lrsquounivers Le modegravele cosmologique du Big-Bang
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
- A Acker Astronomie Masson (1992) - L Botinelli et al La Terre et lUnivers Synapses Hachette (1993) - JY Daniel et coll Sciences de la Terre et de lrsquoUnivers Vuibert (2000) - T Encrenaz et JP Bibring Le systegraveme solaire Intereacuteditions CNRS (1987) - M Lachiegraveze-Rey Initiation agrave la cosmologie Dunod (2000) - E Schatzman et F Praderie Les eacutetoiles Intereacuteditions CNRS (1990) - D Benest Les planegravetes Points Sciences Le Seuil (1996) - T Encrenaz Le systegraveme solaire Dominos Flammarion (1994) - A Blanchard Histoire et geacuteographie de lrsquounivers Belin (2000) - M Mayor et PY Frei Les nouveaux mondes du cosmos Le Seuil (2000) - D Proust et J Breysacher Les eacutetoiles Points Sciences Le Seuil (1996) - D Proust et C Vanderriest Les galaxies Points Sciences Le Seuil (1997)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 39
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 40
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 41
Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
------------------
Aoucirct 2014
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L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 39
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Spectroscopie
Objectifs de lrsquoenseignement
Lrsquoenseignement de cette matiegravere permet agrave lrsquoeacutetudiant de comprendre la dualiteacute onde-corpuscule la spectroscopie atomique et les reacuteactions induites
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Dualiteacute onde ndash corpuscule Corps noir Effet photoeacutelectrique Effet Compton Ondes de de Broglie Chapitre 2 Le modegravele planeacutetaire Atome drsquoHydrogegravene (Bohr- Sommerfeld) Chapitre 3 La spectroscopie atomique Potentiel drsquoionisation Potentiel drsquoexcitation Etat exciteacute de lrsquoatome Spectres atomiques Principe de combinaison de Ritz Largeurs de raie Deacuteplacement Principe drsquoincertitude drsquoHeisenberg Dureacutee de vie Chapitre 4 Atomes agrave plusieurs eacutelectrons Moments angulaires et remplissage des couches Cas de lrsquoatome drsquoHeacutelium Cas de lrsquoatome alcalin Chapitre 5 Absorption et eacutemission induites Effet Laser Chapitre 6 Introduction agrave la physique moleacuteculaire Moleacutecules diatomiques A-B Rotation Vibration Couplage rotation-vibration
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
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L2 Sciences de la Matiegravere- Filiegravere Physique Page 40
Semestre 4
UE Deacutecouverte
Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
(coursTD) amp TP enseigneacutees en S3 de la 2egraveme anneacutee SM
Contenu de la matiegravere
Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
Reacutefeacuterences (Livres et polycopieacutes sites internet etc)
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Semestre 4
UE Transversale
Matiegravere Langues eacutetrangegraveres 4
Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
Contenu de la matiegravere
- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
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Matiegravere Techniques drsquoAnalyse Physico-chimique
Objectifs de lrsquoenseignement
Avec cette matiegravere lrsquoeacutetudiant aura deacutecouvert les techniques drsquoanalyse physico-chimique agrave
lrsquoaide des spectrophotomegravetres drsquoabsorption atomique des spectromegravetres infrarouge des
spectroscopes RMN et spectromegravetres de masse
Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute de maicirctriser les matiegraveres de Physique et de Chimie (S1+S2) de la 1egravere
anneacutee Science de la Matiegravere et les matiegraveres drsquo laquo Optique geacuteomeacutetrique et physique raquo
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Chapitre 1 Introduction aux meacutethodes spectrales deacutefinition et geacuteneacuteraliteacutes sur les spectres eacutelectromagneacutetiques Chapitre 2 Les lois drsquoabsorption et application de la loi de BEER LAMBERT agrave la spectrophotomeacutetrie UV-Visible principe Diffeacuterents domaines drsquoabsorption Diffeacuterents chromophores Application en analyse quantitative Chapitre 3 Spectrophotomeacutetrie drsquoabsorption atomique Principe et theacuteorie Instrumentation Caracteacuteristiques drsquoune flamme Four drsquoatomisation Interfeacuterences applications Chapitre 4 Spectromeacutetrie infrarouge Preacutesentation du spectre du moyen infrarouge Origine des absorptions dans le moyen infrarouge Bandes de vibration-rotation du moyen infrarouge Modegravele simplifieacute des interactions vibrationnelles Bandes caracteacuteristiques des composeacutes organiques Instrumentation Comparaison des spectres Chapitre 5 Spectroscopie de Reacutesonance Magneacutetique Nucleacuteaire Geacuteneacuteraliteacutes Interaction spinchamp magneacutetique pour un noyau Les noyaux qui peuvent ecirctre eacutetudieacutes par RMN Theacuteorie de Bloch pour un noyau dont I=12 Le principe de lrsquoobtention du spectre par RMN La RMN de lrsquohydrogegravene Le deacuteplacement chimique Noyaux blindeacutes et deacuteblindeacutes Structure hyperfine Couplage spin-spin Chapitre 6 Spectromeacutetrie de masse Principe de la meacutethode Deacuteviation des ions ndash spectre de Bainbridge Performance des spectromegravetres de masse Les diffeacuterents analyseurs
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Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
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- Apprendre agrave reacutediger et exposer une eacutetude donneacutee de culture geacuteneacuterale - Initiation aux techniques de recherche sur internet (On tentera le plus possible drsquoassocier lrsquoenseignement des langues agrave la formation scientifique et tous les supports seront utiliseacutes)
Mode drsquoeacutevaluation Examen 100
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Objectifs de lrsquoenseignement
Cette uniteacute est une continuiteacute de la matiegravere laquo langue eacutetrangegravere 3 du Semestre 3 Expression orale et eacutecrite communication et meacutethodologie Les objectifs sont - Participation active de lrsquoeacutetudiant agrave sa propre formation - Initiation aux techniques de communications - Initiation aux techniques de recherche bibliographique Connaissances preacutealables recommandeacutees
Il est recommandeacute drsquoavoir suivi les matiegraveres Langues Etrangegraveres 3 enseigneacutees enS3
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