Structure de formation
Faculté des Sciences
Langue(s) d'enseignement
Français
Présentation
Programme
S5L3PHYCHOIX
4 créditsAu choix : 2 parmi 4
L'origine des éléments : un voyage cosmique
2 crédits18hNanosciences et Nanotechnologies
2 crédits18hPhysique Informatique
2 crédits18hPhysique du Vivant
2 crédits18h
Mécanique Analytique et Quantique
7 crédits63hAnglais S5
2 créditsMécanique des fluides
5 créditsPhysique expérimentale S5
4 crédits36hCalcul Différentiel et Equations Différentielles
6 crédits54hOptique Ondulatoire et Electrodynamique
7 crédits63h
Physique Statistique
5 crédits45hOutils de Simulation
3 crédits27hRelativité et Physique Subatomique
6 crédits54hPhysique Expérimentale S6
4 crédits36hMécanique Quantique
5 crédits45hAnalyse Complexe
6 crédits54hProjets Tuteurés S6
4 crédits36h
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.
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).
Anglais S5
ECTS
2 crédits
Composante
Faculté des Sciences
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 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).
Calcul Différentiel et Equations Différentielles
ECTS
6 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
54h
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 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.
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.
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.
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
Volume horaire
54h
Introduire les outils de base de l’analyse complexe.
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.