UNIVERSITE LIBANAISE

CODE
INTITULE
SEMESTRE
CTS
CM
TD
TP
Phys 202
Fondements de la Physique
Moderne
3
5
32
16
But du cours:
Le but du cours Phys 202 "Fondements de la Physique Moderne" est d'introduire les étudiants
de 2ème année de licence en physique à deux théories importantes de la physique dite
moderne, notamment, la Relativité et la Mécanique Quantique et leur utilisation dans le
développement des modèles modernes du rayonnement et de la matière. Ces deux théories et
leurs applications constituent la base des développements scientifiques et technologiques des
temps modernes.
Objectifs Scientifiques:
- Familiarisation avec les concepts de la Physique Moderne, RR et MQ.
- Application de ces concepts à l'élaboration des modèles de la matière et du rayonnement.
- Analyse du rôle de l'expérimentation dans le développement et le raffinement des modèles.
- Utilisation des outils mathématiques pour résoudre un problème dans un contexte physique.
Structure et Méthodologie
Le cours Phys 202 est constitué de deux parties:
Partie A : Introduction à la Relativité Restreinte (RR) , 12h cours + 6 h TD
Partie B : Introduction à la Mécanique Quantique (MQ), 20 h cours + 10 h TD
Les séances de « cours magistral » (16 séances de 2h) contiennent des périodes de
discussions permettant aux étudiants de participer au cours. Les étudiants sont
encouragés à faire des recherches bibliographiques. Les Travaux Dirigés consistent
en des séances de discussions et d’applications au cours (8 séances de 2h). Un quart
d’heure est réservé dans chaque séance pour la présentation de synthèses de lecture.
.
Evaluation
Type
Date
Objectifs
Note
Partiel-écrit
Fin Novembre
Partie A: RR
30%
Final – session 1
Février
Partie B- MQ
70%
Final – session 2
Septembre
Partie B- MQ
100%
Continu- oral
Hebdomadaire
Suivi du cours
?
BIBLIOGRAPHIE
1. Référence générale pour tout le cours :
Blatt , Modern Physics, ( Eng)
2. Référence pour la partie A (RR) :
Bok et Jung, Ondes et Relativité, Cours et TD, (Fr).
3. Référence pour la partie B (MQ) :
Levy-leblond et Balibar, Quantique , Dunod ( Fr)
CONTENU DU COURS PHYS 202
Introduction au cours : Phénomènes et hypothèses
Pr. J.N. Béchara ( PH.D)

Pre-evaluation : Test-QM
Partie A : Introduction à la Relativité Restreinte
Ch. 1 : Transformations et Principe de relativité Galilléens (4H)
Lois de Newton
Transformations Galilléennes (TG), Principe de relativité classique
Ondes Electromagnétiques
TG et ondes Electromagnétiques
Lecture suivie
Ch 2 : La Théorie de la Relativité restreinte (8 H)
Postulats d’Einstein, Transformations de Lorentz (TL)
Conséquences des TL : Simultanéité, dilatation du temps, contraction de la longueur.
Applications des TL: Période des muons, Expérience de Fizeau, Effet Doppler…
Travaux Dirigés I (ch1 et 2) : Discussion et exercices
Ch 3 : Dynamique relativiste (6 H)
Impulsion et Energie relativistes
Principe Fondamental de la dynamique relativiste
Quadrivecteur impulsion-energie
Applications : Effet Compton, production et annihilation de particules…
Travaux Dirigés II et III : Exercices et problèmes de synthèse
Partie B : Introduction à la Physique Quantique
Ch. 4: Rappel Mathématique (4 H)
Probabilité, Valeur moyenne, Ecart type
Densité de probabilité
Distributions Statistiques
Transformées de Fourrier
Ch. 5: Nature Corpusculaire de la Lumière (6 H)
Rappel: Interférence avec des ondes
Emission du corps noir, Effet photoélectrique,
Effet Compton, Modèle du photon,
Interférences avec des photons : interprétation statistique
Travaux Dirigés IV : Ch. 4 et 5 : Discussion, Exercices
Ch. 6: Nature ondulatoire des particules matérielles (6 H)
Expériences des fentes avec des électrons
Expérience de Davisson et Germer : Diffraction des Electrons
Hypothèse de DeBroglie, Diffraction d’un paquet d’ondes,
Principe d’Indetermination de Heinsenberg (PIH)
Travaux Dirigés V : Discussion, Exercices
Ch. 7 : Mécanique ondulatoire de Schroedinger (6 H)
Postulats, Fonction d’onde, Opérateurs,
Equations aux valeurs propres, Commutateurs,
Valeur moyenne, constantes du mouvement
Equation de Schroedinger (non-relativiste)
Ch. 8 : Solution de problèmes en Mécanique Quantique (8 H)
Moment cinétique et Rotation des molécules diatomiques
Particule libre, Puits de potentiel carré
Oscillateur harmonique et Vibration des molécules diatomiques
Transitions dipolaires électriques et règles de sélection
Travaux Dirigés VI : Ch. 7 – 8 : exercices et synthèse