UNIVERSITE LIBANAISE
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CODE Phys 202 INTITULE SEMESTRE Fondements de la Physique 3 Moderne CTS 5 CM 32 TD 16 TP Pr. J.N. Béchara ( PH.D) 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 Partiel-écrit Final – session 1 Final – session 2 Continu- oral Date Fin Novembre Février Septembre Hebdomadaire Objectifs Partie A: RR Partie B- MQ Partie B- MQ 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 Note 30% 70% 100% ? 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
