Physique Microscopique

Informations

Langue d'enseignement : Français
Crédits ECTS: 9

Programme

  • Heures d'enseignement dispensées à l'étudiant : 76 heures
  • Temps de travail personnel : 150 heures

Objectifs et compétences

Objectifs :
Cette UE se divise en deux grands thèmes: tout d'abord la physique atomique et l'interaction rayonnement-matière, puis les interactions avec le noyau atomique.

Au niveau atomique et moléculaire, il s’agit de fournir des bases solides sur la structure électronique des atomes et des notions de structure moléculaire. In fine, le but recherché est que les étudiants comprennent l'origine et la structure des raies spectrales atomiques et moléculaires. Par la suite, les étudiants acquerront les notions de base de l'interaction matière-rayonnement et une très bonne connaissance des techniques et des pratiques associées. Au final, les étudiants devront être capables d'identifier les points forts et les points faibles de la (ou des) diverses techniques spectroscopiques dans une situation donnée.

Au niveau subatomique, les principes fondamentaux de la stabilité du noyau et de la radioactivité sont rappelés. Les étudiants abordent ensuite les mécanismes d'interaction des ions et des photons avec le noyau atomique. L'objectif est de comprendre ces mécanismes, de savoir calculer leur probabilité d'occurrence, les énergies mises en jeu et de prédire les propriétés des rayonnements ou des particules émises. Des applications concrètes en recherche et développement sont présentées.

Compétences :
  • S’adapter à des idées et des problématiques nouvelles de recherche et développement.[

  • Tenir un raisonnement ; développer une argumentation ; exercer son esprit critique
  • Effectuer une recherche d'information scientifique (bibliographique) en français ou en anglais
  • Analyser et synthétiser des données en vue de leur exploitation
  • Analyser une problématique scientifique
  • Développer sa capacité à l'autoformation
  • Développer une capacité de synthèse des connaissances de physique de base pour illustrer un domaine de physique à un niveau licence

  • Manipuler les mécanismes fondamentaux à l’échelle microscopique
  • Mobiliser les concepts mathématiques, informatiques, de la physique et de la chimie pour gérer et résoudre des problématiques à fort niveau d’abstraction
  • Relier un phénomène macroscopique aux processus microscopiques sous-jacents
  • Modéliser et Simuler des phénomènes physiques
  • Dégager des effets dominants et en calculer l'ordre de grandeur
  • Maîtriser des connaissances fondamentales dans le domaine de l'optique, des lasers, des sciences de la matière et des nanosciences.
  • Caractériser les principaux mécanismes de l’interaction rayonnement matière pour divers types de rayonnements ionisants
  • Mobiliser les concepts fondamentaux de la physique, de l'échelle microscopique à l'échelle macroscopique, pour analyser, modéliser et résoudre des problèmes simples
  • Résoudre un problème de manière semi-quantitative en identifiant les effets dominants et en calculant leur ordre de grandeur ; effectuer une analyse dimensionnelle
  • Comparer les prédictions d'un modèle aux mesures pour le valider ou l'infirmer ; apprécier les limites de validité d'un modèle
  • Posséder des notions d'épistémologie, Comprendre ce qu'est une théorie scientifique
  • Maîtriser des connaissances fondamentales en astrophysique, physique des plasmas, sciences de la fusion et physique nucléaire.
  • Modéliser les phénomènes de Physique Nucléaire : réactions nucléaires, radioactivité, interaction rayonnement matière, énergie nucléaire…
  • Evaluer le risque associé à l'exposition du vivant aux divers types de rayonnements ionisants et les bénéfices thérapeutiques liés à ces mêmes expositions.
  • Analyser un problème complexe et le résoudre par approximations successives

  • Construire et rédiger un raisonnement mathématique rigoureux
  • Accéder à des bases de données

Organisation pédagogique

le mode de fonctionnement de l'UE est présenté au début des enseignements

Contrôle des connaissances

Session 1

● Introduction à la Physique Atomique (IPA)

EX1_IPA : Examen écrit terminal de 1h30 (coefficient 7/30)

CC_IPA : Contrôle continu (coefficient 0.1)

● Interaction Rayonnement Matière (IRM)

EX1_IRM : Examen écrit terminal de 1h30 (coefficient 7/30)

CC_IRM : Contrôle continu (coefficient 0.1)

● Interactions avec le Noyau Atomique (INA)

EX1_INA : Examen écrit terminal de 1h30 (coefficient 7/30)

CC_INA : Contrôle continu (coefficient 0.1)

Note finale session 1 (SES1)

SES1=7/30*(EX1_IPA+EX1_IRM+EX1_INA)+0.1*(CC_IPA+CC_IRM+CC_INA)

Session 2

● Introduction à la Physique Atomique (IPA)

EX2_IPA : Examen écrit de 1h30 (coefficient 7/30)

● Interaction Rayonnement Matière (IRM)

EX2_IRM : Examen écrit de 1h30 (coefficient 7/30)

● Interactions avec le Noyau Atomique (INA)

EX2_INA : Examen écrit de 1h30 (coefficient 7/30)

En cas d’effectif faible, cet examen écrit sera remplacé par un examen oral.

Note finale session 2 (SES2)

SES2=7/30*(EX2_IPA+EX2_IRM+EX2_INA)+0.1*(CC_IPA+CC_IRM+CC_INA)

Lectures recommandées

l'ensemble des références bibliographiques est communiqué au début des enseignements

Responsable de l'unité d'enseignement

Herve Jouin

Enseignants

la composition de l'ensemble de l'équipe pédagogique est communiquée au début des enseignements