Cours 2019-2020

Physique générale : Optique [SPHYB125]

  • 3 crédits
  • 22h+14h
  • 1er quadrimestre
Langue d'enseignement: Français
Enseignant: Lepere Muriel

Acquis d'apprentissage

Essayer de comprendre l'univers qui nous entoure, pouvoir expliquer les phénomènes de la vie de tous les jours... Basée sur des observations, des expérimentations et la réflexion, la physique recherche une explication simple, mais aussi complète que possible, pour aboutir à la formulation de lois, des modèles ou des principes. L'acquisition de cette démarche, appelée le raisonnement scientifique, est une école de logique, une démarche rigoureuse...Le cours met donc l'accent sur la compréhension et la réflexion.

--> S’exprimer par écrit en termes scientifiques corrects ;

--> Utiliser adéquatement les formules, les lois et les principes de l’optique en vue d’analyser et d’interpréter une situation de la vie quotidienne et/ou professionnelle ;

--> Manipuler adéquatement des ordres de grandeurs et des unités ;

--> Expliquer et interpréter des phénomènes obsrevables avec des notions en sciences physiques ;

   --> Développer un esprit critique scientifique et établir un raisonnement scientifique face à un problème posé

Objectifs

Le 1er objectif est d'assurer un excellent niveau de connaissances en optique géométrique et en optique ondulatoire. Il est important d'exercer l'étudiant à observer des phénomènes physiques ainsi qu'aux réflexion, raisonnement et rigueur qui leur sont liés.

Les autres objectifs sont :

--> S’inscrire dans une démarche de formation et de réflexion permanentes.

--> Développer une approche responsable, critique et réflexive des pratiques professionnelles ;

--> Structurer sa pensée, s'exprimer clairement par écrit et oralement en utilisant un vocabulaire précis et adapté et être capable d'argumenter ses propos ;

--> Exploiter les techniques et les outils appropriés pour l'étude et la compréhension de phénomènes observables

--> Associer à sa démarche systémique un raisonnement et un esprit critique scientifiques

Contenu

Cette unité d'enseignement est un exposé de grands chapitres de l'optique géomtérique et de l'optique ondulatoire, ainsi que sur différents dispositifs optiques (œil, microscope,téléscope, …) . Dans le cours de l'exposé oral et dans la mesure du possible, les concepts nouveaux sont introduits à partir d'expériences réalisées en direct, de démonstrations simples et directes faites devant les étudiants. L'exposé des lois fondamentales s'ensuit, l'accent étant mis sur la démarche habituelle du physicien : description, analyse et généralisation du phénomène. La signification pratique et esthétique des lois est illustrée par l'étude de nombreuses applications. Au cours théoriques sont associés des travaux pratiques ainsi que des travaux dirigés. Cette unité d'enseignement de physique donne les bases en optiques géométrique et ondulatoire.

Table des matières

1. Optique géométrique
    Introduction sur les théories optiques
    Le dioptre plan
    Le prisme
    Le miroir sphérique
    Le dioptre sphérique
    Les lentilles
    Les aberrations des lentilles
    Les instruments d'optique

2. Optique ondulatoire
    Aspect ondulatoire de la lumière
    Principe de Huygens
    Les interférences
    L'expérience de Young
    La diffraction
    Les films minces

Description des exercices

Un ensemble de 5 heures de séances d'exercices (TD) et de 6 heures de travaux pratiques (TP) est lié à ce cours. La participation aux séances de TP est obligatoire (évaluation continue) ! Ces séances de TD et de TP sont organisées en petits groupes (20 à 27 étudiant par groupe) et encadrées par un assistant.


Méthodes d'enseignement

Le cours est donné au tableau ou tableau interactif  (y compris les schémas et démonstrations). Pendant les cours, de nombreuses expériences sont réalisées en direct. Ces expériences visent à observer un nouveau phénomène et à le faire comprendre, ou illustrent les applications. Des supports multimédia (Powerpoint, films DVD, ...) sont également utilisés. L'étudiant est invité à poser toutes ses questions au professeur via le forum ou à la fin du cours.

Mode d'évaluation

En raison des mesures prises dans la lutte contre la propagation du covid-19 et de celles mises en place au niveau de l'UNamur, les modalités d'évaluation font l'objet de modification pour être adaptées à la situation. Les modalités d'évaluation qui sont ainsi d'application pour la période d'évaluation de fin de troisième quadrimestre (seconde session) sont communiquées par l'enseignant, aux étudiants, via WebCampus pour chaque unité d'enseignement

Cette unité d'enseignement comprenant trois parties distinctes mais complémentaires, l’évaluation comprendra un examen sur le cours théorique, incluant des exercices (évaluation des travaux dirigés) et une évaluation continue sur les travaux pratiques.

Les travaux pratiques (TP) sont évalués de manière continue par les assistants. Les TP sont obligatoires. En cas de maladie ou d’absence exceptionnelle à justifier auprès du secrétariat de la faculté, l'étudiant doit contacter l'assistant dès son retour à l'Université afin d'organiser une séance de récupération. Considérant que les TP font l'objet d'une évaluation continue, la note obtenue en cours d'année sera reportée sur les différentes sessions, le cas échéant. La note de TP ainsi obtenue est intégrée, ensuite, à la note de cours où elle intervient pour 20%.

L'évaluation sur les travaux dirigés (TD) se déroule durant les sessions de janvier, de juin  et d’août, en même temps que les examens sur le cours théorique. L'examen écrit de TD demande de solutionner des exercices inspirés de ceux réalisés pendant l'année en séances TD.

L'examen sur le cours théorique est écrit en janvier, juiin et août.

  • L'examen dure deux heures et comporte 20 QCM + deux questions ouvertes + deux questions d’exercices

Les QCM : ils peuvent comprendre des choix de réponse numérique. Il y a une seule bonne réponse parmi celles proposées ; elle est comptabilisée pour 1 point. Une mauvaise réponse compte pour -0,25 point, et l’absence de réponse compte pour 0 point.

Les questions ouvertes : les critères d'appréciation sont, essentiellement, la compréhension et la réflexion logique: à partir d'hypothèse(s) claire(s) et/ou de définitions précises, exprimer, parfois avec un minimum de développement mathématique, la perception 'physique' d'un problème ; on peut également demander d’ expliquer une application. Une réponse nécessite souvent la présentation d'un schéma ou d'un graphe clair et convenablement dessiné. Le 'par coeur' est proscrit; quelques ordres de grandeur numérique sont à retenir.

 Expliquez… soyez logique… clair et complet !

Sources, références et supports éventuels

  • Syllabus de l’UE SPHY B125 (Titulaire : M. Lepère) vendu par le Service Reprographie (Rédacteur : G. Terwagne)
  • Ondes, optique et physique moderne (H. Benson - Editions De Boeck Université)
  • Lumière et matière : une étrange histoire (R. Feynman - InterEditions)

Langue d'enseignement

Français

Lieu de l'activité

NAMUR

Faculté organisatrice

Faculté des sciences
Rue de Bruxelles, 61
5000 NAMUR

Cycle

Etudes de 1er cycle