Licence de Physique semestre 5

Année 2016-2017

Coordination : Eric Aristidi -- Coordonateur adjoint - Jacques-Alexandre Sepulchre



Planning des examens de Session 2 : Cliquez ici

Programme du semestre 5


Le semestre 5 est articulé sur 8 modules

UE Crédits Intitulé Cours TD TP Total
SLZP51
4
Systèmes dynamiques
18h
18h
6h
42h
SLZP52
5
Electromagnétisme
20h
30h

50h
SLZP53
5 Thermodynamique
27h
27h

54h
SLZP54
4
Méthodes numériques 10h

25h + 15h projet 50h
SLZP55
4 Outils mathématiques
21h
24h + 15h soutien
60h
SLZP56
4 Méthodes expérimentales
6h

48h
54h
SLZP57 2
Anglais

20h

20h
SLP5L
2 UE libre ou Option
10h
10h

20h
Total


112h
129h
94h
335h


Programme détaillé



SLZP51 : Systèmes dynamiques - 4 crédits ECTS
Responsable: Fernando Peruani

Découverte expérimentale puis approche théorique de la notion de modes propres de vibrations.
Application à des systèmes mécaniques simples (exp. et théorie): le pendule forcé paramétriquement par percussions, forçage paramétrique percussionnel de deux oscillateurs couplés, forçage paramétrique percusionnel d'un double pendule.
Représentation du mouvement dans l'espace des phases (sections de Poincaré).
Analogie mécanique d'un système à deux niveaux en mécanique quantique.

Cours : 18h (F. Peruani) - TD : 18h (F. Peruani, T. Frisch) - TP: 6h (O. Alibart, P. Aschieri, J.M. Gilli)

Contrôle des connaissances : 1/4 TP + 3/4*(15% kholle+35% partiel 1 + 50% exam). 1 seule kholle dans cette UE.

SLZP52 : Electromagnétisme 3 - 5 crédits ECTS
Responsable : Pascal Baldi
Matériaux diélectriques.
Constante diélectrique, vecteur polarisation et charge de polarisation
Force et champ dans un diélectrique
Relations énergétiques
Description microscopique: équations de Clausius-Mossotti et Lorentz-Lorenz. Applications

Materiaux magnétiques
Diamagnétisme et paramagnétisme
Moment angulaire et précession de Larmor d'un moment dipolaire dans un champ magnétique
Résonance magnétique
Ferromagnétisme
Magnétisation et hystérésis, magnétisation spontanée et température de Curie
Applications

Equations de Maxwell dans les matériaux
Modification des équations de Maxwell
Solution par les potentiels vecteur et scalaire, conditions de jauge
Potentiels retardés
Application aux antennes et à la diffusion

Propagation d'ondes guidées
Lignes de transmission et guides d'ondes
Conditions de bords, modes et ondes polarisées TE et TM
Vitesse de propagation et fréquence de coupure
Applications

Cours: 20h (P. baldi) - TD: 30h (P. Baldi, P. Martinez)

Contrôle des connaissances : 1 partiels (40%) et 2 kholles (10% chacune), 1 examen (40%)

SLZP53 : Thermodynamique 3 - 5 crédits ECTS
Responsable : Georges Batrouni
Notion d’entropie statistique: Distribution de probabilité, entropie
Quelques exemples (équiprobabilité, dés pipés) Espace des phases, état microscopique, densité d'états

Distribution statistique d'équilibre, contraintes macroscopiques, entropie de Boltzmann.
    Ensembles=contraintes particulière (microcanonique, canonique : énergie moyenne fixée...)
    Identification avec l'entropie thermodynamique, identification de T, P
    Travail, échange thermique
    Irréversibilité et croissance de S
    Limite thermodynamique et fluctuations

Applications
    Gaz parfait classique, translation, rotation, vibration, équipartition de l'énergie, Cv.
    GP : Rotation et vibration quantique ;
    Capacité thermique d'un solide (modèle d'Einstein)
    Cristal paramagnétique, ferromagnétique.
    Gaz de Van der Waals
    Approximation de Debye Huckel pour un électrolyte

Cours : 27h (G. Batrouni) - TD : 27h(O. Legrand, M. Albert)

Contrôle des connaissances : 1 partiel (40%) et 2 kholles (10% chacune), 1 examen (40%)

SLZP54 : Méthodes numériques - 4 crédits ECTS
Responsable : Franck Célestini
Le but recherché est l'utilisation de l'outil informatique pour résoudre ou simuler des problèmes de Physique. L'enseignement est organisé comme suit :
  • Cours de langage C suivi de 3 séances de TP de 3h sur machine.
  • Cours/TD de méthodes d'analyse numérique: un cours de 2 heures par thématique, suivi de deux séances de 3 heures sur machine (par thématique également). Une évaluation à la fin de chaque thème donnera lieu à une note de "contrôle continu". Les thématiques abordées seront:
       Equations différentielles
       Méthodes de Monte Carlo
       Dynamique moléculaire
  • Réalisation d'un Projet sur un mois

  • Cours : 10h (A. El Amri) - TP : 25h (E. Aristidi, F. Celestini, T. Frisch, M. Gattobiggio, O. Hahn)

    Contrôle des connaissances : Evaluation des blocs (2/3), Projet (1/3)

    SLZP55 : Outils mathématiques - 4 crédits ECTS
    Responsable : Yves Gabellini
    L'UE de mathématiques est structuré en deux chapitres : analyse complexe et probabilités.

    Analyse
    Cours : 12 h (Y. Gabellini) - TD : 15 h (J.-A. Sepulchre, J. Rubin)
    Chap. 1: Fonctions Gamma et signaux discontinus
    1. Fonction Gamma et factorielle
    2. Heaviside
    3. Porte
    4. Distribution de Dirac

    Chap. 2: Convolution
    1. Définition
    2. Propriétés
    3. Applications aux équations différentielles linéaires

    Chap 3: Transformation de Fourier
    1. Définition
    2. Propriétés
    3. Fonctions de transfert et filtrage
    4. Fonctions de corrélation et spectre de puissance

    Chap. 4: Séries de Fourier et échantillonnage
    1. Séries de Fourier
    2. Echantillonnage


    Probabilités
    Cours : 10 h 30 (Y. Gabellini) - TD : 12 h (J.-A. Sepulchre, B. Marcos)

    Chapitre 1. Eléments de base en théorie des probabilités.
    I Historique et motivations: "A quoi bon faire des probabilités quand on est physicien ?"
    II.Axiomatique de base.
    1. Espace probabilisé. Univers, tribu, probabilités, probabilités conditionnelles.
    2. Variables aléatoires. Définitions. Lois usuelles. Entropie. Fonctions de variables aléatoires. Systèmes de variables aléatoires. Espérance conditionnelle.

    Chapitre 2. Convergences et théorèmes limites.
    1. Un exemple : "Variations autour du tirage à pile ou face".
    2. Convergences. Presque-sûre, en loi, faible, Lp. Loi des grands nombres (forte et faible). Théorème central limite.
    3. Inégalités fondamentales. Tchebychev, Jensen, Holder.
    4. Grandes déviations. Liens avec la limite thermodynamique en physique statistique.

    Chapitre 3. Introduction aux processus aléatoires.
    1. Définitions.
    2. Processus de Markov.
    3. Mouvement brownien-diffusion.
    4. Equation de Fokker-Planck.

    Contrôle des connaissances : 1 partiel (40%), 2 kholles (20% au total), 1 examen (40%)

    SLZP56 : Méthodes expérimentales - 4 crédits ECTS
    Responsable : Jean-Michel Chauveau
    L'objectif de cette UE est d'apprendre aux étudiants les techniques et les concepts à la base de la physique expérimentale. L'enseignement est basé sur des manipulations se déroulant sur plusieurs séances, ce qui permettra aux étudiants d'affronter les différents aspects du travail avec un certain recul et des pauses de réflexion. Le but est de transmettre un savoir-faire technique et méthodologique (manipulation, traitement des données, tenue d'un cahier d'expérience, etc...) que les étudiants pourront réinvestir dans des situations nécessitant l'acquisition de données ou de mesures (recherche scientifique, applications industrielles ou autre).
    Les expériences proposées se distinguent des TPs traditionnels qui ont souvent pour but d'illustrer un phénomène physique particulier. Ici l'attention est mise sur le protocole expérimental menant à une mesure exploitable : obtenir une valeur fiable et estimer correctement une barre d'erreur. On prètera une attention particulière à la qualité du travail, aux mesures elles-mêmes, à la façon d'utiliser les instruments, à la notion de barre d'erreur et de chiffres significatifs.
    L'enseignement est ainsi articulé autour de 3 manipulations de 16 heures (4x4 heures) réparties en trois thèmes, les étudiants réalisant une expérience de chaque thème :

    Optique :
    Interféromètre de Michelson
    Interféromètre de Pérot-Fabry
    Réseaux de diffraction

    Statistique :
    Statistique des photons
    Ferromagnétisme
    Matériaux diélectriques

    Techniques d'acquisition de données :
    Bruit
    Acquisition et transformation de données
    Echantillonnage et traitement de données

    Cours : 6h (G. Lippi) - TP : 48h (P. Baldi, U. Bortolozzo, J.M. Chauveau, F. Kefelian, G. Lippi, J.A. Sepulchre)

    Contrôle des connaissances : Travail en salle : 10%, comptes-rendus : 20%, cahier de manip : 30%, oral : 40%

    SLZP5Langue - 2 crédits ECTS
    Responsable: Peter Follette

    TD : 20 h

    TD d'anglais scientifique.


    UE Libres / Options - 2 crédits ECTS

    TD : 20 h




    Remarques


    • Une UE obtenue par un étudiant lui est définitivement acquise.

    • Les crédits ECTS (pour étudiants de la communauté européenne) afférents à chaque module sont donnés aux étudiants ayant réussi leur module sans considération de mention. Il a ou n'a pas l'ensemble des points ECTS suivant qu'il est reçu ou non au module afférent.

    • Le calcul des notes de chaque UE est basé sur le contrôle continu. Les étudiants justifiant d'une situation particulière (ex : salariés) peuvent demander un dispense d'assuduité et sont évalués sur un examen terminal. Une session de rattrapage est organisée en Juin.

    • La compensation est automatique entre les modules du semestre. La note du semestre est calculée comme une moyenne des notes de chaque UE pondérée par le nombre de crédits ECTS.

    • La compensation entre les 2 semestres (5 et 6) est automatique.