Thermodynamique Statistique

Informations

Langue d'enseignement : Français
Crédits ECTS: 6

Programme

  • Heures d'enseignement dispensées à l'étudiant : 50 heures et 32 minutes
  • Temps de travail personnel : 101 heures

Objectifs et compétences

Objectifs :
Les objectifs du cours sont d'expliquer le comportement macroscopique des systèmes par leur description microscopique et de présenter les caractéristiques universelles dans l'études des systèmes thermodynamiques.

A. Thermodynamique statistique :

I Rappels de thermodynamique

II Une approche plus générale de la thermodynamique statistique

III Généralités sur les systèmes de particules identiques sans interaction :

IV Applications de la statistique de Boltzmann

V Un exemple d’utilisation d’une autre statistique : le rayonnement du corps noir.

B. Transitions de Phase

I - Rappels :

Le modèle des solutions régulières et ses conséquences. Quelques résultats expérimentaux empruntés au magnétisme, ordre magnétique, l'exemple ferromagnétique.

II - La transition para-ferromagnétique :

Le modèle d’Ising, diagramme de phases à l'approximation champ moyen, lien avec le modèle des solutions régulières.

Le voisinage du point de Curie.

III - Introduction à la théorie de Landau

Qu’est ce qu’une brisure spontanée de symétrie, un exemple simple de mécanique ;

La brisure de symétrie associée à la transition para-ferromagnétique, paramètre d’ordre associé.

Introduction du développement de Landau

Généralisation, autres types de développements, transitions faiblement du premier ordre.

Quelques exemples empruntés aux cristaux liquides.

Compétences :
  • Identifier le processus de production, de diffusion et de valorisation des savoirs
  • - Construire son projet personnel et professionnel : o Identifier ses propres compétences ; o Connaître les techniques de recherche d’emploi ; o Savoir rédiger un CV et une lettre de motivation ; o Savoir préparer un entretien ; o Se présenter dans différentes circonstances ; o Valoriser ses compétences et ses expériences par écrit et oralement

  • Réaliser des travaux à dominante scientifique, définis par des consignes et sous contrainte de temps : * établir des priorités, * s’organiser individuellement, * gérer son temps et ses priorités, * planifier.
  • Utiliser les technologies de l'information et de la communication dans un contexte scientifique ou non : * effectuer une recherche d'information (veille technologique / scientifique) en utilisant différentes modalités de recueil (Internet, enquêtes, documentation...) * stocker, manipuler l’information * mettre en forme et restituer après analyse critique l’information en explicitant sa pertinence, en adéquation avec le public visé.

  • Connaître les grandes classes de systèmes chimiques et matériaux
  • Mettre en œuvre une démarche scientifique sur le plan expérimental et de la modélisation: * concevoir et mettre en œuvre un protocole expérimental, * utiliser les appareils et les techniques de mesure les plus courants; * recueillir et exploiter des données, * identifier les sources d'erreur pour calculer l’incertitude sur un résultat expérimental; * élaborer et organiser des interprétations théoriques et/ou modèles * apprécier les limites de validité d'un modèle, * valider un modèle par comparaison de ses prévisions aux résultats expérimentaux
  • Résoudre par approximations successives un problème complexe : en recherche fondamentale autant qu'appliquée, posséder une démarche scientifique progressive et itérative dans la résolution d'une problématique

Organisation pédagogique

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

Contrôle des connaissances

Session 1 : 1 examen terminal (3h00)

Session 2 : 1 examen (3h00) ou oral suivant le nombre d'étudiants

Lectures recommandées

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

Responsable de l'unité d'enseignement

Jean-Christophe Baret

Enseignants

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