Niveau d'étude visé
BAC +3
ECTS
180 crédits
Durée
3 ans
Structure de formation
Faculté des Sciences
Langue(s) d'enseignement
Français
Présentation
Mention Physique : L1 dans le Portail PCSI (Physique, Chimie, Sciences de l'Ingénieur)
La Licence de Physique est une formation en trois ans, accessible aux bacheliers scientifiques, constituant la première étape des études supérieures. Elle permet aux étudiants d'acquérir les connaissances fondamentales en physique générale, théorique et expérimentale, allant de la physique classique à la physique moderne mais également en mathématiques et en programmation informatique avec une spécialisation progressive en L3 vers la Physique Fondamentale ou la Physique et ses Applications. Le parcours CUPGE Physique et Mathématiques (Cycle Universitaire Préparatoire aux Grandes Écoles) du L1 au L3 offre une formation bi-disciplinaire approfondie. Une brève présentation des différents parcours de la Licence de Physique est visible sur le site web de la Licence de Physique.
Objectifs
La formation permet aux étudiants d'acquérir progressivement la maîtrise des concepts de base de la physique et de l'utilisation des outils mathématiques et numériques pour analyser, décrire et modéliser un système physique. Ils développent ainsi leur sens critique, des compétences pour mener en autonomie des projets expérimentaux et communiquer leurs résultats par écrit et par oral, en français et en anglais. Ce sont les connaissances, les compétences et le savoir-faire nécessaire pour une poursuite d'étude dans les parcours du Master Physique Fondamentale et Applications de Montpellier ou plus généralement tous les masters de Physique ou aux interfaces, en France comme à l'étranger. La formation permet également une poursuite d'études en école d'ingénieurs sur titre ou sur concours ou encore une insertion professionnelle directe en fin de L3, par exemple sur concours administratifs. A l'issue de la seconde année, il est également possible de se diriger vers une filière courte professionnalisante par l'intégration d'une Licence Pro en L3 comme la L3 Pro Couleur à Montpellier.
La Licence de Physique propose ainsi trois parcours complémentaires :
- Physique Fondamentale en L3 (PF) destiné à donner des connaissances solides en physique pour préparer (sans que ce soit exclusif) à des Masters de physique fondamentale.
- Physique et Applications en L3 (PA) destiné à donner les connaissances de base en physique, nécessaires pour aborder les domaines technologiques issus des applications de la physique.
- CUPGE Physique et Mathématiques (Cycle Universitaire Préparatoire aux Grandes Écoles) du L1 au L3 destiné à offrir une formation bi-disciplinaire approfondie permettant de poursuivre en Master de Physique fondamentale dans les meilleures conditions ou de préparer certains concours des grandes écoles d'ingénieurs en L3.
Savoir faire et compétences
Les étudiants du parcours Physique Fondamentale apprennent à maitriser tous les concepts de la physique classique (mécanique, optique, thermodynamique, électromagnétisme…) et moderne (mécanique quantique, relativité restreinte, physique corpusculaire…) ainsi que la formalisation théorique d’un système physique. Dans le parcours Physique et Applications, l'approfondissement des connaissances e L3 est essentiellement axé sur les grands domaines de la physique appliquée (électronique, énergétique, optique, nucléaire, acoustique…) et les technologies associées. Finalement, le parcours CUPGE Physique et Mathématiques permet d'acquérir des compétences disciplinaires supplémentaires en Mathématiques ainsi qu'en Mécanique, nécessaires pour passer les concours de certaines grandes écoles d'ingénieurs en fin de L3.
Programme
En première année (L1), les étudiants de la Licence de Physique font partie du portail PCSI regroupant les menus Physique, Mécanique, EEA, Physique-Chimie et Chimie. Les étudiants entrent dans la mention Physique en seconde année (L2) puis se spécialisent en troisième année (L3) en choisissant le parcours Physique Fondamentale ou le parcours Physique et Applications.
Le parcours CUPGE Physique et Mathématique fait partie en L1 du portail Mathématiques et ses Applications puis les étudiants entrent dans la mention Physique en L2.
Sélectionnez un programme
Licence 2
En L2 Physique, deux parcours sont possibles, L2 Physique et L2 CUPGE Physique et Mathématiques qui est un parcours renforcé en Mathématiques.
Licence 3
La Licence de Physique est une formation en trois ans qui constitue la première étape des études supérieures. Elle est accessible aux bacheliers scientifiques et leur permet d’acquérir les connaissances fondamentales en physique générale, théorique et expérimentale, allant de la physique classique à la physique moderne, mais également en mathématiques et en programmation informatique avec une spécialisation progressive en L3 vers la Physique Fondamentale ou la Physique et ses Applications. Le parcours CUPGE Physique et Mathématiques (Cycle Universitaire Préparatoire aux Grandes Écoles) du L1 au L3 offre une formation bi-disciplinaire approfondie. Une brève présentation des différents parcours de la Licence de Physique est téléchargeable ici : Présentation Licence Physique.
Culture Générale - A choisir dans la liste ci-dessous +
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Calling bullshit
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Ecriture créative
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Edu transition écologique
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Ondes Haute Fréquence pour applications en Médical & Santé
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Arts et Sciences
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Introduction à la programmation en Python pour l'analyse et
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Découverte de l'Electronique à travers l'instrumentation
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Sport
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Nutrition, Sport Santé
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Outils concept info (PIX)
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Expérimenter pour créer - dialogue entre art, musique et mat
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Sciences et société
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Electrostatique & Magnétostatique
Niveau d'étude
BAC +2
ECTS
4 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
Ce cours est la première étape de l’enseignement de l’électromagnétisme à l’université. L’électrostatique, les courants stationnaires et la magnétostatique y sont traités.
Voir le syllabus dans l’onglet « + d’infos »
Physique experimentale S3
Niveau d'étude
BAC +2
ECTS
4 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
Les deux principaux objectifs de la Physique sont d’une part de mieux comprendre -ou de mieux connaître- le monde dans lequel nous sommes, et d’autre part de contribuer à l’essor des techniques et des technologies. Sa vocation est d’élaborer des théories et de les confronter à l’expérience.
Dans ce module vous réaliserez des expériences qui illustreront des notions de mécanique, d’électricité et de thermodynamique qui ont été présentées dans les modules de 1ère année de licence.
Thermodynamique 2
Niveau d'étude
BAC +2
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
Ce module complète et formalise les notions de thermodynamique introduites par l'UE de Thermodynamique 1,en approfondissant plusieurs aspects : potentiels thermodynamiques définis à partir de transformations de Legendre, thermodynamique des systèmes ouverts, transitions de phase du corps pur et des processus irréversibles, avec des incursions au niveau microscopique afin de donner un aperçu des fondements physiques de la théorie.
Dynamique Newtonienne 2
Niveau d'étude
BAC +2
ECTS
4 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
Cette UE élargi les notions abordées dans la Dynamique Newtonienne 1 à l’interaction gravitationnelle et plus généralement au mouvement d’un point matériel soumis à une force centrale. La statique et dynamique du corps rigide sont également traitées.
Anglais S3
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Outils Mathématique S3
Niveau d'étude
BAC +2
ECTS
6 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
54h
Cette UE se situe dans la continuité des enseignements mathématiques du L1. Les outils mathématiques nécessaires au physicien en analyse seront étudiés, en particulier les fonctions de plusieurs variables, les opérateurs différentiels, les intégrales généralisées et multiples et les suites et séries, y compris séries entières et de Fourier.
Physique des Oscillateurs
Niveau d'étude
BAC +2
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
L’oscillateur est un concept essentiel en physique : la matière est modélisée souvent par une collection d’oscillateurs (harmoniques ou non) en interaction entre eux et avec le milieu extérieur. Celui-ci agit sur la matière par l’intermédiaire d’une onde, comme une onde acoustique, ou électromagnétique. Cela permet de poser les bases théoriques des problèmes d’inter- action rayonnement-matière et ainsi de construire un des outils fondamentaux pour l’étude de la matière (au sens large) : la spectroscopie.
La spectroscopie est en effet l’outil de base pour l’étude des propriétés physiques des objets qui nous entourent, comme une molécule, un cristal, une étoile, une galaxie. Ces propriétés sont déduites soit de leur émission spontanée, soit de leur réponse à une excitation externe. Par exemple on mesure les propriétés d’absorption, de réflection, de transmission d’un rayonnement électromagnétique appliqué (visible, infra-rouge, X, neutrons, ...). La réponse à ce rayonnement est alors un moyen de découvrir quels sont les divers types d’oscillateurs constituant le milieu étudié.
En somme, l’étude des milieux physiques qui nous entourent passe par l’utilisation de deux outils théoriques fondamentaux : les oscillateurs et les ondes, qui constituent justement le sujet de ce cours.
Le principe adopté ici est une progression pas à pas à partir de l’oscillateur harmonique, puis d’oscillateurs couplés, jusqu’aux ondes traitées dans le cadre de systèmes discrets : oscillateurs couplés infinis puis finis avec différentes conditions aux bords.
Physique des ondes
Niveau d'étude
BAC +2
ECTS
4 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
Il s’agit de revoir dans un premier temps différentes notions de la physique des ondes (équation de D'alembert, ondes progressives, ondes stationnaires, réflexion, transmission) à travers l'étude de différents systèmes physique mécanique (ressort, corde, acoustique...), électrique (ligne télégraphique, co-axial...) ou électromagnétique et d’aboutir à un formalisme général pour l’étude des phénomènes ondulatoires linéaires.
Puis, dans un second temps, après avoir étudié les ondes stationnaires il s’agira d'étudier les interférences (cuve à ondes et autres dispositifs) et les notions physiques qui leur sont liées : déphasage, différence de marche, condition d'interférence constructive, interférences destructives
Outils Mathématiques S4
Niveau d'étude
BAC +2
ECTS
6 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
54h
Cette UE se situe dans la continuité des enseignements mathématiques du L1 et du 1er semestre de L2. Les outils mathématiques nécessaires au physicien en algèbre linéaire et bilinéaire seront étudiés. Ensuite, les équations différentielles et l’analyse de Fourier seront abordées. Enfin, l’ensemble des connaissances mathématiques acquises en L2 sera mis en œuvre pour résoudre des problèmes de physique de manière analytique ou à l’aide de l’outil informatique.
Physique Expérimentale S4
Niveau d'étude
BAC +2
ECTS
4 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
Les deux principaux objectifs de la Physique sont d’une part de mieux comprendre -ou de mieux connaître- le monde dans lequel nous sommes, et d’autre part de contribuer à l’essor des techniques et des technologies. Sa vocation est d’élaborer des théories et de les confronter à l’expérience.
Dans ce module vous réaliserez des expériences qui illustreront des notions d’optique géométrique, d’électromagnétisme et d’ondes qui ont été présentées dans les modules de 1ère et 2ème année de licence.
ManipLab
Niveau d'étude
BAC +2
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
18h
ManipLab est un module de travaux pratiques de découverte en laboratoire de recherche de physique.
Il s'agit d'expériences réelles, encadrées par un chercheur et réalisées dans des laboratoires de recherche. Lors de ces expériences, les étudiants effectuent eux-mêmes les manipulations, les mesures, font les observations que cela soit dans un domaine expérimental, théorique ou de simulation. Le but est que les étudiants en sortent enrichis de la découverte d’un laboratoire et de notions de physique nouvelles qui leur apparaîtront plus concrètes et mises dans le contexte de la recherche.
Projet Personnel et Professionnel
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Electromagnétisme
Niveau d'étude
BAC +2
ECTS
6 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
54h
La première partie de cet enseignement a pour but de consolider les notions de magnétostatique et d’établir les relations de passage du champ électromagnétique à l’interface d’un plan de charges ou de courant. Nous introduisons également l’expression des efforts de Laplace (force et moment) agissant sur des circuits volumiques ou filiformes. La seconde partie est consacrée aux propriétés des champs et des potentiels en régime variable. Après avoir introduit la loi de Faraday décrivant les phénomènes d’induction, nous établissons les équations de Maxwell dépendantes du temps. Un traitement énergétique nous permet de définir les énergies électrique, magnétique, ainsi que le vecteur de Poynting. Nous appliquons ces concepts à différents exemples comme par exemple la conversion électromécanique ou le chauffage par induction via les courants de Foucault. Un dernier chapitre et consacré aux équations de propagations des champs et des potentiels, et à leur application dans des systèmes assimilés au vide, ainsi que dans les conducteurs et les isolants parfaits. La notion de profondeur de peau est également introduite.
Anglais S4
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Physique sur Ordinateur
Niveau d'étude
BAC +2
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
Ce module constitue une introduction à la démarche de se servir des outils informatiques en Physique : il s’agit d’analyser un phénomène, de l’idéaliser/modéliser, puis de l’étudier sur ordinateur. L’interprétation critique des résultats en fait également partie. Les exemples abordés sont choisis en rapport avec les autres matière d’actualité dans la formation.
Electrostatique & Magnétostatique
Niveau d'étude
BAC +2
ECTS
4 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
Ce cours est la première étape de l’enseignement de l’électromagnétisme à l’université. L’électrostatique, les courants stationnaires et la magnétostatique y sont traités.
Voir le syllabus dans l’onglet « + d’infos »
Physique experimentale S3
Niveau d'étude
BAC +2
ECTS
4 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
Les deux principaux objectifs de la Physique sont d’une part de mieux comprendre -ou de mieux connaître- le monde dans lequel nous sommes, et d’autre part de contribuer à l’essor des techniques et des technologies. Sa vocation est d’élaborer des théories et de les confronter à l’expérience.
Dans ce module vous réaliserez des expériences qui illustreront des notions de mécanique, d’électricité et de thermodynamique qui ont été présentées dans les modules de 1ère année de licence.
Thermodynamique 2
Niveau d'étude
BAC +2
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
Ce module complète et formalise les notions de thermodynamique introduites par l'UE de Thermodynamique 1,en approfondissant plusieurs aspects : potentiels thermodynamiques définis à partir de transformations de Legendre, thermodynamique des systèmes ouverts, transitions de phase du corps pur et des processus irréversibles, avec des incursions au niveau microscopique afin de donner un aperçu des fondements physiques de la théorie.
Algèbre III Réduction des endomorphismes
ECTS
6 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Ce cours abordera les notions de groupe symétrique, déterminants et traitera de la réduction des endomorphismes en dimension finie (jusqu’à la forme de Jordan) et de ses applications. C’est un premier pas vers l’analyse spectrale.
Analyse III intégration et équations différentielles élément
ECTS
6 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Ce cours abordera, dans la continuité du cours d’analyse du S2, la notions de séries à termes de signe quelconque. L’intégrale de Riemann sera définie et mise en application pour traiter les équations différentielles notamment linéaires. La partie intégration sera élargie aux intégrales généralisées.
Dynamique du Solide rigide
Niveau d'étude
BAC +2
Composante
Faculté des Sciences
Cette ue concerne l’étude de la mécanique des solides rigides. C’est la suite naturelle de l’ue consacrée à la cinématique et à la statique des solides rigides en L1. Nous allons dans cette ue nous placer dans un cadre dynamique et appliquer le Principe Fondamental de la Dynamique. L’écriture de ce principe nécessite la connaissance du torseur des actions extérieures, étudié en L1 mais aussi la connaissance du torseur dynamique. Celui ci peut être calculé à l’aide du torseur cinétique qui fait intervenir, pour un solide rigide la notion de moment d’inertie. Les application principales étudiées dans le cadre de cette ue concerne le solide rigide ou des cas simples de systèmes articulés de solides rigides. Par ailleurs nous étudierons le cas particulier des actions de contact et de frottement (frottement de Coulomb) et nous aborderons le Théorème de l’énergie cinétique.
Anglais S3
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Physique des Oscillateurs
Niveau d'étude
BAC +2
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
L’oscillateur est un concept essentiel en physique : la matière est modélisée souvent par une collection d’oscillateurs (harmoniques ou non) en interaction entre eux et avec le milieu extérieur. Celui-ci agit sur la matière par l’intermédiaire d’une onde, comme une onde acoustique, ou électromagnétique. Cela permet de poser les bases théoriques des problèmes d’inter- action rayonnement-matière et ainsi de construire un des outils fondamentaux pour l’étude de la matière (au sens large) : la spectroscopie.
La spectroscopie est en effet l’outil de base pour l’étude des propriétés physiques des objets qui nous entourent, comme une molécule, un cristal, une étoile, une galaxie. Ces propriétés sont déduites soit de leur émission spontanée, soit de leur réponse à une excitation externe. Par exemple on mesure les propriétés d’absorption, de réflection, de transmission d’un rayonnement électromagnétique appliqué (visible, infra-rouge, X, neutrons, ...). La réponse à ce rayonnement est alors un moyen de découvrir quels sont les divers types d’oscillateurs constituant le milieu étudié.
En somme, l’étude des milieux physiques qui nous entourent passe par l’utilisation de deux outils théoriques fondamentaux : les oscillateurs et les ondes, qui constituent justement le sujet de ce cours.
Le principe adopté ici est une progression pas à pas à partir de l’oscillateur harmonique, puis d’oscillateurs couplés, jusqu’aux ondes traitées dans le cadre de systèmes discrets : oscillateurs couplés infinis puis finis avec différentes conditions aux bords.
Physique des ondes
Niveau d'étude
BAC +2
ECTS
4 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
Il s’agit de revoir dans un premier temps différentes notions de la physique des ondes (équation de D'alembert, ondes progressives, ondes stationnaires, réflexion, transmission) à travers l'étude de différents systèmes physique mécanique (ressort, corde, acoustique...), électrique (ligne télégraphique, co-axial...) ou électromagnétique et d’aboutir à un formalisme général pour l’étude des phénomènes ondulatoires linéaires.
Puis, dans un second temps, après avoir étudié les ondes stationnaires il s’agira d'étudier les interférences (cuve à ondes et autres dispositifs) et les notions physiques qui leur sont liées : déphasage, différence de marche, condition d'interférence constructive, interférences destructives
Anglais S4
Niveau d'étude
BAC +2
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Le cours du premier semestre passe en revue les notions de grammaire essentielle à la communication à l’orale et à l’écrit (tenses and aspect, asking questions, comparisons and superlatives, passive voice) ainsi que le vocabulaire général indispensable (numbers, measurements, shapes) ; il comporte également une introduction à du vocabulaire technique (basic building materials, plane engine, bike parts, electronic device) par le biais de leçons et de vidéos thématiques dans le domaine de l’ingénierie mécanique.
Enfin, de nombreuse activité sont proposées afin de promouvoir les compétences en expression orale (vocabulaire de la présentation, simulations, jeux de rôle et de plateau) afin d’être capable de décrire lors d’une présentation orale par groupe de deux étudiants, les spécificités, fonctions et usages d’un appareillage technique de leur choix.
S4
Les aspects grammaticaux sont limités à une revue des auxiliaires modaux.
Le vocabulaire est beaucoup plus centré sur les différents éléments impliqués dans la conception et le fonctionnement des différents types de moteurs thermiques et sur des technologies émergentes (drones, driverless vehicles, 3D-printing).
Les étudiants doivent également produire un CV en anglais et s’entrainer à l’écriture d’email dans un style formel, afin d’être préparés à des situations de recherche de stage ou d’emploi où la maîtrise de l’anglais sera soit nécessaire, soit une compétence supplémentaire.
La pratique de l’expression est toujours l’objectif principal avec une présentation orale individuelle en fin de semestre de leur projet de seconde année en mécanique.
Physique Expérimentale S4
Niveau d'étude
BAC +2
ECTS
4 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
Les deux principaux objectifs de la Physique sont d’une part de mieux comprendre -ou de mieux connaître- le monde dans lequel nous sommes, et d’autre part de contribuer à l’essor des techniques et des technologies. Sa vocation est d’élaborer des théories et de les confronter à l’expérience.
Dans ce module vous réaliserez des expériences qui illustreront des notions d’optique géométrique, d’électromagnétisme et d’ondes qui ont été présentées dans les modules de 1ère et 2ème année de licence.
Analyse IV Suites de fonctions, séries entières, Fourier
ECTS
8 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Ce cours abordera les notions de suites et séries de fonctions et les diverses convergences. Les séries entières et de Fourier seront également développées.
Projet Personnel et Professionnel
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Electromagnétisme
Niveau d'étude
BAC +2
ECTS
6 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
54h
La première partie de cet enseignement a pour but de consolider les notions de magnétostatique et d’établir les relations de passage du champ électromagnétique à l’interface d’un plan de charges ou de courant. Nous introduisons également l’expression des efforts de Laplace (force et moment) agissant sur des circuits volumiques ou filiformes. La seconde partie est consacrée aux propriétés des champs et des potentiels en régime variable. Après avoir introduit la loi de Faraday décrivant les phénomènes d’induction, nous établissons les équations de Maxwell dépendantes du temps. Un traitement énergétique nous permet de définir les énergies électrique, magnétique, ainsi que le vecteur de Poynting. Nous appliquons ces concepts à différents exemples comme par exemple la conversion électromécanique ou le chauffage par induction via les courants de Foucault. Un dernier chapitre et consacré aux équations de propagations des champs et des potentiels, et à leur application dans des systèmes assimilés au vide, ainsi que dans les conducteurs et les isolants parfaits. La notion de profondeur de peau est également introduite.
Physique sur Ordinateur
Niveau d'étude
BAC +2
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
Ce module constitue une introduction à la démarche de se servir des outils informatiques en Physique : il s’agit d’analyser un phénomène, de l’idéaliser/modéliser, puis de l’étudier sur ordinateur. L’interprétation critique des résultats en fait également partie. Les exemples abordés sont choisis en rapport avec les autres matière d’actualité dans la formation.
Algèbre IV Espaces euclidiens
ECTS
6 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Ce cours est une introduction à l’algèbre bilinéaire et abordera les espaces euclidiens, hermitiens. Il traitera tout ce qui est isométries, dualité, formes quadratiques et endomorphismes.
S5L3PHYCHOIX
ECTS
4 crédits
Composante
Faculté des Sciences
L'origine des éléments : un voyage cosmique
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
18h
Introduction à la synthèse des éléments chimiques dans l’Univers (Big Bang, étoiles)
Nanosciences et Nanotechnologies
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
18h
Cette UE est une UE optionnelle qui permet d’introduire les notions de physique utilisées en Nanoscience et en Nanotechnologie. Elle permettra aux étudiants de mieux comprendre les phénomènes particuliers liés à l’echelle nanométrique. Elle comprend également une introduction au 4 microscopies qui permette d’aller observer et mesurer à cette échelle : AFM, STM, MEB, MET
Physique Informatique
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
18h
Cette UE optionnelle porte sur la résolution de problèmes de physique sur ordinateur. Elle comprend une utilisation du langage Python pour la programmation scientifique avec une attention particulière pour la visualisation et la réalisation d’animations. Elle offre une introduction aux possibilités offertes par la physique numérique au travers de différentes simulations (simulation FDTD de la propagation d’une onde électromagnétique 1D, etc.)
Physique du Vivant
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
18h
Le cours envisage de donner une première introduction générale de la physique à l’égard des sciences biologiques et de mettre en contexte l’utilisation des concepts de la physique moderne, par ses méthodes et approches, pour décrire les systèmes biologiques et leur complexité de l’échelle moléculaire à celle cellulaire. Il se doit ainsi de comprendre le rôle centrale de la physique depuis un siècle désormais pour apprendre aujourd’hui les principes de l’organisation et la dynamique de la matière vivante et complexe (de la cellule aux populations d'individus). En même temps il faut comprendre que les systèmes biologiques représentent une nouvelle opportunité pour les physiciens pour apprendre d'avantage sur la complexité de la matière vivante et sa capacité d’auto-organisation, régulation et contrôle avec un regard aussi vers les nouvelles applications biomimétiques.
Anglais S5
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Outils Mathématiques S5
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
6 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
54h
Cette UE se situe dans la continuité des enseignements mathématiques du L1 et du 1er semestre de L2. Les outils mathématiques nécessaires au physicien en théorie de l’intégration, transformations fonctionnelles, variables complexes et distributions seront présentés.
Mécanique Analytique et Quantique
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
7 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
63h
Cette UE représente la continuation naturelle des UEs de mécanique classique newtonienne.
Dans la première partie de l’UE, nous traitons la Mécanique Classique en partant du principe de moindre action pour aboutir à deux nouvelles formulations: le formalisme Lagrangien et le formalisme Hamiltonien. On étudie le lien entre symétries physiques et lois de conservation (théorème de E. Noether) et on introduit les crochets de Poisson qui permettent d’écrire les lois classiques d’évolution temporelle des grandeurs physiques sous une forme qui préfigure déjà celles de la mécanique quantique.
Dans la deuxième partie de l’UE, en partant de l’examen des limites expérimentales de la mécanique classique, une nouvelle théorie de la mécanique est introduite : la Mécanique Quantique. Il s’agit d’une théorie conceptuellement complètement différente des théories classiques précédentes, basée sur une description des phénomènes physiques en termes de probabilités et donc non plus déterministes. C’est un changement radical de paradigme qui a bouleversé la physique du siècle dernier et qui a permis une compréhension plus profonde de la nature physique, avec des retombées fondamentales et pratiques qui ont changé radicalement la vie de l’humanité (physique atomique, chimie, énergie nucléaire, transistors, LASERS, pour n’en citer que quelques unes).
Optique Ondulatoire et Electrodynamique
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
7 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
63h
Cette UE se situe dans la continuité des enseignements sur l’électromagnétisme et les ondes suivis en L2.
Physique expérimentale S5
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
4 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
Travaux pratiques dans divers domaines de la Physique.
Les thèmes abordés regroupent l’étude de systèmes oscillants mécaniques et électriques (pendule simple, de torsion, pendules couplés, circuit RLC, circuits couplés par induction), les ondes acoustiques, quelques notions d’optique ondulatoire (diffraction et interférences), la mise en pratique de circuits électroniques pour l’étude de composants ou de systèmes électriques (Diodes, LED et photodiode, ligne de transmission) et l’étude de quelques propriétés de la matière (magnétisme, effet photoélectrique, effet Faraday).
Physique Statistique
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
5 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
45h
Ce module est une introduction aux concepts et méthodes de la physique statistique des systèmes à l’équilibre avec une approche bottom-up : partir d’exemples puis donner les principes généraux. Il s’inspire beaucoup du cours de Harvey Gould et Jan Tobochnik. Une introduction historique à la construction de la théorie du mouvement brownien constitue le dernier chapitre du cours.
Relativité et Physique Subatomique
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
6 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
54h
Le cours s’appuie sur les connaissances acquises en L1 et L2 pour acquérir les bases de la relativité restreinte (1/3 de l’UE) et offrir aux étudiants une brève introduction à la physique des particules subatomique (2/3 de l’UE). Il permettra ainsi de maîtriser une introduction à la description de la structure intime de la matière. Après avoir développé les outils de relativité restreinte nécessaires à la suite du cours, nous détaillerons à la fois l’étude des noyaux atomiques (la physique nucléaire) et celle des particules «élémentaires» (la physique subatomique proprement dite). On donnera une première description du modèle standard de la physique des particules et des concepts de base de la physique nucléaire.
Physique Expérimentale S6
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
4 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
Les travaux pratiques d'optique ondulatoire étudient les phénomènes d'interférences à l'aide des interféromètres de Michelson et de Fabry-Pérot comme application d'une spectroscopie de haute résolution. (TP interféromètre de Michelson et interféromètre de Fabry-Pérot)
Les phénomènes d'interférences sont également enregistrés dans des plaques holographiques pour la restitution et l'étude d'hologrammes. (TP holographie)
La polarisation de la lumière est étudiée et sert d’étude de matériaux biréfringents (calcite par exemple), de cristaux liquides, de matériaux isotropes placés sous contraintes (biréfringence induite)... (TP biréfringence)
L'émission d'ondes électromagnétique par des corps chauffés est à l'étude dans les TP corps noir. La température de différents corps chauds est déterminée à l’aide d’un pyromètre, d’une spectroscopie et d’une caméra infrarouge (pour le corps humain par exemple).
Les lasers sont également étudiés, leur émission, leurs modes longitudinaux et transverses soit sur une cavité "figée", soit sur une cavité ouverte et réglable. (TP laser HeNe I et II)
La vitesse de propagation d'une onde électromagnétique modulée en intensité est mesurée au travers d'une mesure de déphasage de sa modulation induit par sa propagation. (TP vitesse de la lumière)
Des objets sont analysés par optique de Fourier qui permet après filtrage de faire ressortir ou disparaître certains détails. L'étude est également comparée au filtrage de Fourier numérique (TP strioscopie)
Enfin la propriété de certaines substances, soumises à un champ magnétique, de dévier le plan de polarisation de la lumière les traversant est à l'étude dans le TP effet Faraday.
Hydrodynamique
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
3 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
27h
Cet enseignement vise à introduire les bases d’hydrodynamique physique. Les aspects cinématiques sont traités dans un premier temps : formalisme d’Euler et de Lagrange, analyse du mouvement d’un élément de volume de fluide, introduction des fonctions courant et potentiel des vitesses, et applications à différents types d’écoulements. Dans la partie suivante de dynamique des fluides, nous établissons l’équation d’Euler et la relation de Bernoulli pour l’écoulement de fluides parfaits, puis l’équation de Navier-Stokes décrivant l’écoulement de fluides visqueux Newtoniens. Cette partie nous mènera à définir le tenseur des contraintes ainsi que le nombre de Reynolds permettant de déduire le caractère laminaire ou turbulent d’un écoulement. L’enseignement se termine sur une introduction à la mécanique des solides déformables : champ de déplacement, tenseur des dilatations et des déformations.
Projets Tuteurés S6
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
4 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
Le projet tuteuré est un projet expérimental ou de simulation numérique réalisé en groupes de 3 étudiants. Il se déroule en salle de travaux pratiques, sur l'une des nombreuses thématiques de physique et de chimie proposées. Il confronte les étudiants à la démarche de projet, et mobilise leur créativité, leur esprit d'initiative, leur autonomie et leur rigueur dans les expériences. Le projet se conclue par un rapport et une soutenance, soumis à l'évaluation par les pairs puis à celle du jury.
Outils de Simulation
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
3 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
27h
Dans ce module on traitera des méthodes choisies de la physique numérique avec des applications pertinentes pour le parcours Physique fondamentale. Après une révision de la programmation avec Python 3, on étudiera des algorithmes numériques pour la résolution des équations non linéaires, des équations différentielles ordinaires et des systèmes d’équations linéaires. Une partie majeure du module concernera l’algèbre linéaire numérique et ses applications en physique et en analyse numérique. Enfin une introduction aux systèmes de calcul formel est prévue.
Mécanique Quantique
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
5 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
45h
On développera dans ce cours les notions de base acquises auparavant en Mécanique Quantique au semestre 5. Le cours est articulé autour des grands axes suivants : extension du formalisme de la mécanique ondulatoire, théorie du moment cinétique, atome d'hydrogène, perturbations, introduction à la mécanique quantique relativiste.
Physique Expérimentale S5 PA
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
5 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
45h
Travaux pratiques dans divers domaines de la Physique.
Les thèmes abordés regroupent l’étude de systèmes oscillants mécaniques (pendule simple, pendule de torsion, pendules couplés), les ondes acoustiques, quelques notions d’optique ondulatoire (diffraction et interférences), la mise en pratique de circuits électroniques pour l’étude de composants ou de systèmes électriques (Diodes, LED et photodiode, ligne de transmission) et l’étude de quelques propriétés de la matière (magnétisme, effet photoélectrique, effet Faraday).
S5L3PHYAPPCHOIX
ECTS
4 crédits
Composante
Faculté des Sciences
L'origine des éléments : un voyage cosmique
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
18h
Introduction à la synthèse des éléments chimiques dans l’Univers (Big Bang, étoiles)
Nanosciences et Nanotechnologies
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
18h
Cette UE est une UE optionnelle qui permet d’introduire les notions de physique utilisées en Nanoscience et en Nanotechnologie. Elle permettra aux étudiants de mieux comprendre les phénomènes particuliers liés à l’echelle nanométrique. Elle comprend également une introduction au 4 microscopies qui permette d’aller observer et mesurer à cette échelle : AFM, STM, MEB, MET
Physique Informatique
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
18h
Cette UE optionnelle porte sur la résolution de problèmes de physique sur ordinateur. Elle comprend une utilisation du langage Python pour la programmation scientifique avec une attention particulière pour la visualisation et la réalisation d’animations. Elle offre une introduction aux possibilités offertes par la physique numérique au travers de différentes simulations (simulation FDTD de la propagation d’une onde électromagnétique 1D, etc.)
Physique du Vivant
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
18h
Le cours envisage de donner une première introduction générale de la physique à l’égard des sciences biologiques et de mettre en contexte l’utilisation des concepts de la physique moderne, par ses méthodes et approches, pour décrire les systèmes biologiques et leur complexité de l’échelle moléculaire à celle cellulaire. Il se doit ainsi de comprendre le rôle centrale de la physique depuis un siècle désormais pour apprendre aujourd’hui les principes de l’organisation et la dynamique de la matière vivante et complexe (de la cellule aux populations d'individus). En même temps il faut comprendre que les systèmes biologiques représentent une nouvelle opportunité pour les physiciens pour apprendre d'avantage sur la complexité de la matière vivante et sa capacité d’auto-organisation, régulation et contrôle avec un regard aussi vers les nouvelles applications biomimétiques.
Anglais S5
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Eléments d'Electronique
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
4 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
Apprentissage de l’électronique analogique et numérique.
Pour la partie analogique, l’enseignement est basé sur l’étude et la mise en applications des principaux composants de l’électronique : diodes, transistors et amplificateurs opérationnels.
Pour la partie numérique, les bases de la logique séquentielle seront abordées.
Optique Appliquée
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
4 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
En début de cet UE nous reprendrons d’une part les notions de rayon lumineux et les conditions d’approximation de l’optique géométrique et d’autre part les notions importantes pour l’optique physique de la physique ondulatoire.
Puis à partir de l’approximation scalaire des ondes lumineuses, cas particulier des ondes électromagnétiques, nous décrirons les sources lumineuses, les phénomènes d’interférences à 2 ondes, N ondes puis la diffraction dans l’approximation de Fraunhofer.
Nous poursuivrons par l’étude de différents systèmes physiques très utilisés en nous intéressant à leur pouvoir de résolution et leurs applications : microscope, lunette d’astronomie, interféromètre de Michelson, spectromètre à réseau, interféromètre de Fabry-Pérot.
Enfin nous terminerons par les notions de cohérence spatiale et de cohérence temporelle des surces lumineuses et leur utilisation (interférométrie stellaire, speckle...)
Introduction à la physique quantique
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
4 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
Ce cours est une introduction simplifiée à la physique quantique.
On commencera par brosser un tableau historique des débuts de la mécanique quantique : spectre de raies d’émission atomique, rayonnement du corps noir (on verra la logique de cette appellation), effet photo-électrique, ...
Une présentation simplifiée des transformées de Fourier permettra de comprendre le lien entre largeur de raie spectrale et évolution temporelle dand un premier temps,
et plus loin de comprendre les inégalités de Heisenberg.
Une importante partie du cours sera consacrée aux ondes de matière, à travers l'équation de Schrödinger, dans des cas particuliers très simples.
Enfin, nous terminerons par quelques aspects du magnétisme (forcément quantique).
Introduction à la Physique Statistique
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
3 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
27h
La physique statistique est l’une des branches fondamentales de la physique moderne qui, par son approche probabiliste établit des relations entre le microscopique et le macroscopique. Elle traite de l’évolution des systèmes à très grand nombre de particules (atomes, molécules, photons, etc.) et relie les quantités macroscopiques telles que la pression, la température, etc. caractérisant leur état à l’équilibre thermodynamique à des grandeurs définissant l’état microscopique de leurs constituants. Cette UE d’introduction à la physique statistique traitera les ensembles microcanonique et canonique, fera le lien entre la fonction de partition et les quantités thermodynamiques telles que l’énergie moyenne, la pression, la température et l’entropie. Ces résultats seront illustrés sur les gaz parfaits et sur quelques systèmes quantiques simples.
Acoustique - Thermique
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
4 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
Cette UE est constituée de deux blocs de 18 heures chacun (9h CM+ 9h TD).
Pour le premier bloc « acoustique », après l’établissement de l’équation de propagation des vibrations mécaniques en milieu infini, les solutions en ondes planes seront présentées. L’accent sera ensuite mis sur la notion de potentiel scalaire. Les solutions en ondes sphériques seront exposées. Une grande partie sera consacrée à la notion d’impédance acoustique. Les aspects énergétiques seront aussi abordés. Diverses applications (en particulier ultrasonores) seront traitées.
Le second bloc « thermique » de l’UE consiste à étudier les propriétés de transport de la chaleur dans les solides et les fluides en régime stationnaire (indépendant du temps). Nous définissons dans un premier temps les régimes de transfert thermique diffusif et convectif, et introduisons l’équation de Fourier reliant le flux thermique à la variation de température via la conductivité thermique ou le coefficient conducto-convectif. Nous établissons ensuite l’équation de propagation de la chaleur que nous appliquons aux cas simples de murs et de tuyaux. Nous rappelons ensuite les lois principales décrivant le transfert thermique pas rayonnement (loi de Planck, loi de Stefan-Boltzmann) et étudions le cas du flux radiatif entre deux corps sous influence totale. L’ensemble de ces connaissances seront utilisées pour effectuer le bilan thermique de murs homogènes ou composites, de modèle de bâtiments, de barres et d’ailettes. Nous traiterons également le cas des échangeurs de chaleur.
Programmation pour la Physique
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
3 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
27h
Cette UE comporte une mise à niveau et un approfondissement des techniques de programmation ainsi qu’une introduction à la physique numérique. On commencera avec une révision de la programmation procédurale avec le langage Python 3. On présentera ensuite l’utilisation de méthodes numériques pertinentes pour la simulation et la résolution de problèmes physiques.
Elasticité et hydrodynamique
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
4 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
Cette UE se situe dans la continuité des enseignements de dynamique du point et du solide rigide des L1 et L2. Il s’agit ici de donner des éléments de mécanique des milieux continus déformables essentiellement dans la limite des petites déformations, élasticité linéaire, viscoélasticité et viscosité. L’accent est donné sur les cas simples et les applications courantes.
Projets Tuteurés S6
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
4 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
Le projet tuteuré est un projet expérimental ou de simulation numérique réalisé en groupes de 3 étudiants. Il se déroule en salle de travaux pratiques, sur l'une des nombreuses thématiques de physique et de chimie proposées. Il confronte les étudiants à la démarche de projet, et mobilise leur créativité, leur esprit d'initiative, leur autonomie et leur rigueur dans les expériences. Le projet se conclue par un rapport et une soutenance, soumis à l'évaluation par les pairs puis à celle du jury.
Elements de Théorie Quantique du Solide
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
6 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
54h
Cette UE comprend deux parties. La première partie concerne plus particulièrement le formalisme de Dirac en mécanique quantique avec des illustrations dans le cas de l’oscillateur harmonique 1D et du moment cinétique, notamment pour le spin. La deuxième partie est une introduction à l’utilisation de la mécanique quantique dans le domaine de la physique du solide au travers de son application aux semiconducteurs.
Structure et Propriétés de la Matière
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
4 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
Classification des solides. Structures cristallines. Bandes d’énergie. Métaux. Semi-conducteurs. Isolants. Propriétés électriques, diélectriques et magnétiques.
Radioactivité, Energie Nucléaire
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
3 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
27h
Etude des principes de base de la physique du noyau en vue d’applications concrètes au quotidien. Cette UE vise à donner les éléments de base de la physique du noyau pour ensuite présenter des applications de la radioactivité et de l’énergie nucléaire que ce soit dans le milieu industriel (Physique des Réacteurs Nucléaires, Combustibles), Médical (Imagerie Nucléaire), ou radioprotection (Appareils de mesure, unités…)
Physique Expérimentale S6 PA
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
6 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
54h
Travaux pratiques et mise en application de l’électronique analogique et numérique en lien avec l’UE HLPH507.
S5L3PHYCHOIX
ECTS
4 crédits
Composante
Faculté des Sciences
L'origine des éléments : un voyage cosmique
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
18h
Introduction à la synthèse des éléments chimiques dans l’Univers (Big Bang, étoiles)
Nanosciences et Nanotechnologies
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
18h
Cette UE est une UE optionnelle qui permet d’introduire les notions de physique utilisées en Nanoscience et en Nanotechnologie. Elle permettra aux étudiants de mieux comprendre les phénomènes particuliers liés à l’echelle nanométrique. Elle comprend également une introduction au 4 microscopies qui permette d’aller observer et mesurer à cette échelle : AFM, STM, MEB, MET
Physique Informatique
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
18h
Cette UE optionnelle porte sur la résolution de problèmes de physique sur ordinateur. Elle comprend une utilisation du langage Python pour la programmation scientifique avec une attention particulière pour la visualisation et la réalisation d’animations. Elle offre une introduction aux possibilités offertes par la physique numérique au travers de différentes simulations (simulation FDTD de la propagation d’une onde électromagnétique 1D, etc.)
Physique du Vivant
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
18h
Le cours envisage de donner une première introduction générale de la physique à l’égard des sciences biologiques et de mettre en contexte l’utilisation des concepts de la physique moderne, par ses méthodes et approches, pour décrire les systèmes biologiques et leur complexité de l’échelle moléculaire à celle cellulaire. Il se doit ainsi de comprendre le rôle centrale de la physique depuis un siècle désormais pour apprendre aujourd’hui les principes de l’organisation et la dynamique de la matière vivante et complexe (de la cellule aux populations d'individus). En même temps il faut comprendre que les systèmes biologiques représentent une nouvelle opportunité pour les physiciens pour apprendre d'avantage sur la complexité de la matière vivante et sa capacité d’auto-organisation, régulation et contrôle avec un regard aussi vers les nouvelles applications biomimétiques.
Anglais S5
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Mécanique Analytique et Quantique
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
7 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
63h
Cette UE représente la continuation naturelle des UEs de mécanique classique newtonienne.
Dans la première partie de l’UE, nous traitons la Mécanique Classique en partant du principe de moindre action pour aboutir à deux nouvelles formulations: le formalisme Lagrangien et le formalisme Hamiltonien. On étudie le lien entre symétries physiques et lois de conservation (théorème de E. Noether) et on introduit les crochets de Poisson qui permettent d’écrire les lois classiques d’évolution temporelle des grandeurs physiques sous une forme qui préfigure déjà celles de la mécanique quantique.
Dans la deuxième partie de l’UE, en partant de l’examen des limites expérimentales de la mécanique classique, une nouvelle théorie de la mécanique est introduite : la Mécanique Quantique. Il s’agit d’une théorie conceptuellement complètement différente des théories classiques précédentes, basée sur une description des phénomènes physiques en termes de probabilités et donc non plus déterministes. C’est un changement radical de paradigme qui a bouleversé la physique du siècle dernier et qui a permis une compréhension plus profonde de la nature physique, avec des retombées fondamentales et pratiques qui ont changé radicalement la vie de l’humanité (physique atomique, chimie, énergie nucléaire, transistors, LASERS, pour n’en citer que quelques unes).
Calcul Différentiel et Equations Différentielles
ECTS
6 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Dans une première partie : approfondir les notions de base du calcul différentiel vues en L2.
Dans une seconde partie : introduire l’étude qualitative des équations différentielles.
Optique Ondulatoire et Electrodynamique
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
7 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
63h
Cette UE se situe dans la continuité des enseignements sur l’électromagnétisme et les ondes suivis en L2.
Physique expérimentale S5
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
4 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
Travaux pratiques dans divers domaines de la Physique.
Les thèmes abordés regroupent l’étude de systèmes oscillants mécaniques et électriques (pendule simple, de torsion, pendules couplés, circuit RLC, circuits couplés par induction), les ondes acoustiques, quelques notions d’optique ondulatoire (diffraction et interférences), la mise en pratique de circuits électroniques pour l’étude de composants ou de systèmes électriques (Diodes, LED et photodiode, ligne de transmission) et l’étude de quelques propriétés de la matière (magnétisme, effet photoélectrique, effet Faraday).
Mécanique des fluides
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
5 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Ce premier module de mécanique des Fluides a pour objectif de fournir des éléments de base sur le comportement des fluides industriels (air, eau, fluide hydraulique) en vue de dimensionner des systèmes simples faisant intervenir du fluide en statique ou en dynamique (débits, pression, vitesse, pertes de charges,…). L’accent est mis sur l’étude et la conception d’installations hydrauliques.
Physique Statistique
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
5 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
45h
Ce module est une introduction aux concepts et méthodes de la physique statistique des systèmes à l’équilibre avec une approche bottom-up : partir d’exemples puis donner les principes généraux. Il s’inspire beaucoup du cours de Harvey Gould et Jan Tobochnik. Une introduction historique à la construction de la théorie du mouvement brownien constitue le dernier chapitre du cours.
Relativité et Physique Subatomique
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
6 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
54h
Le cours s’appuie sur les connaissances acquises en L1 et L2 pour acquérir les bases de la relativité restreinte (1/3 de l’UE) et offrir aux étudiants une brève introduction à la physique des particules subatomique (2/3 de l’UE). Il permettra ainsi de maîtriser une introduction à la description de la structure intime de la matière. Après avoir développé les outils de relativité restreinte nécessaires à la suite du cours, nous détaillerons à la fois l’étude des noyaux atomiques (la physique nucléaire) et celle des particules «élémentaires» (la physique subatomique proprement dite). On donnera une première description du modèle standard de la physique des particules et des concepts de base de la physique nucléaire.
Physique Expérimentale S6
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
4 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
Les travaux pratiques d'optique ondulatoire étudient les phénomènes d'interférences à l'aide des interféromètres de Michelson et de Fabry-Pérot comme application d'une spectroscopie de haute résolution. (TP interféromètre de Michelson et interféromètre de Fabry-Pérot)
Les phénomènes d'interférences sont également enregistrés dans des plaques holographiques pour la restitution et l'étude d'hologrammes. (TP holographie)
La polarisation de la lumière est étudiée et sert d’étude de matériaux biréfringents (calcite par exemple), de cristaux liquides, de matériaux isotropes placés sous contraintes (biréfringence induite)... (TP biréfringence)
L'émission d'ondes électromagnétique par des corps chauffés est à l'étude dans les TP corps noir. La température de différents corps chauds est déterminée à l’aide d’un pyromètre, d’une spectroscopie et d’une caméra infrarouge (pour le corps humain par exemple).
Les lasers sont également étudiés, leur émission, leurs modes longitudinaux et transverses soit sur une cavité "figée", soit sur une cavité ouverte et réglable. (TP laser HeNe I et II)
La vitesse de propagation d'une onde électromagnétique modulée en intensité est mesurée au travers d'une mesure de déphasage de sa modulation induit par sa propagation. (TP vitesse de la lumière)
Des objets sont analysés par optique de Fourier qui permet après filtrage de faire ressortir ou disparaître certains détails. L'étude est également comparée au filtrage de Fourier numérique (TP strioscopie)
Enfin la propriété de certaines substances, soumises à un champ magnétique, de dévier le plan de polarisation de la lumière les traversant est à l'étude dans le TP effet Faraday.
Hydrodynamique
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
3 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
27h
Cet enseignement vise à introduire les bases d’hydrodynamique physique. Les aspects cinématiques sont traités dans un premier temps : formalisme d’Euler et de Lagrange, analyse du mouvement d’un élément de volume de fluide, introduction des fonctions courant et potentiel des vitesses, et applications à différents types d’écoulements. Dans la partie suivante de dynamique des fluides, nous établissons l’équation d’Euler et la relation de Bernoulli pour l’écoulement de fluides parfaits, puis l’équation de Navier-Stokes décrivant l’écoulement de fluides visqueux Newtoniens. Cette partie nous mènera à définir le tenseur des contraintes ainsi que le nombre de Reynolds permettant de déduire le caractère laminaire ou turbulent d’un écoulement. L’enseignement se termine sur une introduction à la mécanique des solides déformables : champ de déplacement, tenseur des dilatations et des déformations.
Projets Tuteurés S6
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
4 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
Le projet tuteuré est un projet expérimental ou de simulation numérique réalisé en groupes de 3 étudiants. Il se déroule en salle de travaux pratiques, sur l'une des nombreuses thématiques de physique et de chimie proposées. Il confronte les étudiants à la démarche de projet, et mobilise leur créativité, leur esprit d'initiative, leur autonomie et leur rigueur dans les expériences. Le projet se conclue par un rapport et une soutenance, soumis à l'évaluation par les pairs puis à celle du jury.
Outils de Simulation
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
3 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
27h
Dans ce module on traitera des méthodes choisies de la physique numérique avec des applications pertinentes pour le parcours Physique fondamentale. Après une révision de la programmation avec Python 3, on étudiera des algorithmes numériques pour la résolution des équations non linéaires, des équations différentielles ordinaires et des systèmes d’équations linéaires. Une partie majeure du module concernera l’algèbre linéaire numérique et ses applications en physique et en analyse numérique. Enfin une introduction aux systèmes de calcul formel est prévue.
Mécanique Quantique
Niveau d'étude
BAC +3
ECTS
5 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
45h
On développera dans ce cours les notions de base acquises auparavant en Mécanique Quantique au semestre 5. Le cours est articulé autour des grands axes suivants : extension du formalisme de la mécanique ondulatoire, théorie du moment cinétique, atome d'hydrogène, perturbations, introduction à la mécanique quantique relativiste.
Analyse Complexe
ECTS
6 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Introduire les outils de base de l’analyse complexe.