Physique statistique

Informations

Langue d'enseignement : Français
Crédits ECTS: 6

Programme

  • Heures d'enseignement dispensées à l'étudiant : 51 heures
  • Temps de travail personnel : 119 heures

Objectifs et compétences

Objectifs :
L'objectif de cette UE est de présenter les grandes idées de la physique statistique : aller du microscopique au macroscopique et déduire les propriétés des matériaux à partir d’une description atomique. On montrera que la physique statistique est transverse en physique et permet de faire le lien entre description microscopique et grandeurs observables macroscopiques pour de nombreux systèmes.

On traitera la notion fondamentale d’entropie pour un système isolé. Le poids de Boltzmann en canonique pourra être abondamment illustré et mis en œuvre sur des exemples : spin d'Ising classique (projection discrète +/- 1) dans un champ magnétique (paramagnétisme), modèle de Langevin du paramagnétisme (projection continue), retour sur la théorie cinétique des gaz et théorème de l’équipartition, chaleurs spécifiques dues au niveaux de rotation et de vibration des molécules (limite quantique à basse température et régime classique à haute température)… Les liens avec les 2 principes de la thermodynamique vus dans les cours de thermodynamique de S3 et S4 seront aussi abordés.

Afin d'illustrer le caractère très général de la physique statistique, les exemples choisis s'appuieront sur d'autres enseignements de la Licence notamment en mécanique quantique (oscillateur harmonique et rotateur rigide, spin ½), en électromagnétisme de milieux (aimantation) et en chimie (vibration des molécules). Des travaux pratiques seront proposés aux étudiants.

Organisation pédagogique

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

Contrôle des connaissances

Session 1

- contrôle continu : TP (coef 0,2)

- devoir surveillé écrit de 1h20 (coef 0,3)

- examen terminal écrit de 3h (coef 0,5)

Session 2

- report de la note de contrôle continu : TP (0,2)

- report de la note de devoir surveillé (coef 0,3)

- examen terminal écrit de 1h30 (coef 0,5)

En cas de faible effectif, l'examen terminal écrit pourra être remplacé par un oral.

Lectures recommandées

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

Responsable de l'unité d'enseignement

Thomas Bickel

Enseignants

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