Cours 2021-2022

Physique générale II : Optique ondulatoire, électronique et structure atomique - Partim Physique [SPHYB204]

  • 3 crédits
  • 22.5h
  • 1er quadrimestre
Langue d'enseignement: Français

Acquis d'apprentissage

Cette deuxième partie du cours d'introduction à l'électromagnétisme classique s'adresse aux étudiants du programme de bachelier en sciences physiques. Il inclut une partie sur l'optique ondulatoire. Il vise la compréhension des concepts fondamentaux, posant ainsi les bases pour les cours plus avancés. Le rôle du cours est d'insister tout particulièrement sur l'importance de la rigueur dans le raisonnement scientifique, et de montrer l'importance de l'observation et du calcul dans le traitement de problèmes de physique.

Contenu

Courants alternatifs: notion d'impédance complexe. Etude des circuits passifs en régime stationnaire. Etude du circuit R-L-C en régime transitoire. Les propriétés magnétiques de la matière (types de matériaux magnétiques, définition de la perméabilité et de susceptibilité, propriétés des matériaux magnétiques, hystérésis). Les transformateurs. Introduction aux rayons X. L'échelle des dB La modulation d'amplitude La jonction p-n, le transistor bipolaire, le transistor à effet de champ, Optique ondulatoire.

Table des matières

Courants alternatifs: notion d'impédance complexe. Etude des circuits passifs en régime stationnaire. Etude du circuit R-L-C en régime transitoire. Les propriétés magnétiques de la matière (types de matériaux magnétiques, définition de la perméabilité et de susceptibilité, propriétés des matériaux magnétiques, hystérésis). Les transformateurs. Introduction aux rayons X. L'échelle des dB La modulation d'amplitude La jonction p-n, le transistor bipolaire, le transistor à effet de champ.

Optique ondulatoire

Chapitre I: introduction

1.Optique géométrique ou ondulatoire
2. Principe de Huygens
3. Types d'ondes mécaniques
4. Equation d'onde (1D)
5. Ondes harmoniques
6. Définitions
7. Phase et vitesse de phase
8. Principe de superposition
9. Représentation complexe
10. Phaseurs
11. Ondes planes
12. Equation d'onde (3D)

Chapitre 2: Propagation de la lumière

1) Diffusion de Rayleigh
2) Principe de Huygens appliqué à la réflexion par une surface plane
3) Principe de Huygens appliqué à la réfraction par une surface plane
4) Principe de Fermat appliqué à la réflexion
5) Principe de Fermat appliqué à la réfraction
6) Généralisation du Principe de Fermat
7) Explication des mirages
8) Approche électromagnétique
9) Équations de Fresnel
10) Amplitude des coefficients
11) Incidence de Brewster
12) Phénomène de réflexion totale
13) Réflectance et transmittance

Chapitre 3: Interférences

1) Interférences – superposition d'ondes (2 D)
2) Superposition d'ondes de même amplitude
3) Cohérence spatiale et temporelle
4) Cohérence spatiale et partiellement temporelle
5) L'expérience de Young
6) Interférences à deux faisceaux
7) Interféromètre de Michelson

Chapitre 4: Diffraction

1) Diffractions de Fresnel et de Fraunhofer
2) Combinaisons d'oscillateurs cohérents
3) Figure de diffraction par une fente simple
4) Intensité de la figure de diffraction par une fente

Description des exercices

Ce cours es complété par des travaux pratiques dans le cadre d'une UE séparée (v. Travaux pratiques de physique générale - SPHYB207).


Méthodes d'enseignement

Cours en auditoire, illustré par des expériences ou par des diaporamas selon les besoins. Ce cours est complété par des travaux pratiques (v. unité d'enseignement séparée).

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 sont sujettes à des modifications pour être adaptées à la situation. Les modalités d'évaluation modifiées seront communiquées le cas échéant par l'enseignant, aux étudiants, via WebCampus.

L'examen final est oral. L'étudiant reçoit 3 questions, dont une relative à l'optique ondulatoire. Ces questions peuvent éventuellement inclure un exercice simple (application numérique directe de la théorie p.ex.). L'étudiant prépare les réponses (environ 1/2 heure par question) et présente ensuite sa réponse oralement. Pour des raisons pratiques, l'examen peut être organisé en deux parties au cours de la même journée. L'évaluation porte sur la rigueur du raisonnement, sur la compréhension du sens physique des résultats et sur la présentation des résultats (graphiques, résultats numériques, ...). En principe, le poids des trois questions est identique dans la note finale, mais une réponse nettement insuffisante à une des questions pourra entraîner l'échec de l'unité d'enseignement, indépendamment des notes obtenues pour les autres questions.

 

 

Sources, références et supports éventuels

  1. Le syllabus du cours
  2. Le  site du cours sur la plateforme Webcampus

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