Physique MP 4 (Mécanique des fluides, Optique ondulatoire, Mécanique ondulatoire, Relativité) (Coef. 6)

Informations

Langue d'enseignement : Français
Crédits ECTS: 0
Cours magistraux : 38 heures
Travaux dirigés : 38 heures

Programme

Mécanique des fluides (commun avec Physique 4 PC)

OBJECTIFS

Présenter les lois fondamentales de la mécanique en prenant des exemples concrets et en privilégiant l'analyse qualitative. Familiariser les futurs ingénieurs aux phénomènes physiques associés à l'écoulement des fluides.

Notions fondamentales de la mécanique des milieux continus :

Notions de continuité, de déformations, notion sur l’équilibre des milieux continus.

Contraintes, lois de comportement, équations de continuité et de conservation de la masse.

Application à la statique des fluides :

Définition d’un fluide, notion de pression.

Equation fondamentale de la statique des fluides.

Hydrostatique.

Forces de pression.

Théorème d’Archimède et statique des corps flottants.

Dynamique des fluides non visqueux :

Equation de Bernoulli.

Théorème des quantités de mouvement.

Introduction au comportement des fluides réels :

Phénomènes interfaciaux, Perte de charge dans les conduites, écoulements de fluides visqueux, couche limite.

Optique ondulatoire

Les ondes lumineuses (Principe et cadre de l’optique ondulatoire ; Chemin optique, retard optique et déphasage ; Energie lumineuse et détection) .

Interférences de deux ondes monochromatiques (Interférences de deux ondes planes monochromatiques de fréquences différentes ; Interférences de deux ondes planes monochromatiques de même fréquence ; Interférences de deux ondes sphériques monochromatiques de même fréquence).

Dispositifs interférentiels à deux ondes (Dispositifs basés sur la division du front d'ondes : Interféromètre de Young ; Dispositifs basés sur la division d'amplitude. Interféromètre de Michelson).

Mécanique ondulatoire et relativité

- Mécanique ondulatoire (5 séances)

Rappels : Aspects quantiques du rayonnement et de la matière ; fonction d'onde, équation de Schrödinger ; observables, valeurs moyennes, Heisenberg.

Marches et barrières de potentiel : Marche de potentiel (cas E > V0 et E < V0, coefficients de réflexion et de transmission, analogie avec l'optique) ; effet tunnel (calcul (simplifié) du coefficient de transmission et présentation du microscope STM) ; puits de potentiel fini : états localisés.

- Relativité restreinte (8 séances)

Insuffisance de la transformation de Galilée ; les Postulats de la relativité restreinte.

Transformation spéciale de Lorentz ; dilatation des temps et contraction des longueurs.

Cinématique relativiste ; effet Doppler.

Impulsion d’une particule relativiste ; relations fondamentales de la dynamique relativiste ; mouvement d’une charge dans un champ électrique uniforme et constant.

- Physique des particules (4 séances)

Interaction fondamentales : échange de particules, portée et durée de vie moyenne.

Particules élémentaires : les leptons, les quarks.

Formation des hadrons (nucléon) à partir des quarks : confinement et liberté asymptotique ; la charge de couleur ; règles de formation des hadrons.

Interprétation de réactions à partir des compositions en quarks : création et d'annihilation de particules ; exemples de réactions entre particules.

Objectifs et compétences

- Non défini -

Organisation pédagogique

- Non défini -

Contrôle des connaissances

Session 1

  • Mécanique des fluides : 1 DS d’1h20 (0.2) et 1 DST d’1h30 (0.25)
  • Optique ondulatoire : 1 DST d’1h30 (0.25)
  • Mécanique ondulatoire et relativité : 1 DS d’1h00 (0.15) et 1 DM (0.15)

Session 2

  • Mécanique des fluides : report DS (0.2) et DST de 1h30 ou oral (0.25) ou report session 1
  • Optique ondulatoire : DST de 1h30 ou oral (0.25) ou report session 1
  • Mécanique ondulatoire et relativité : report de session 1

Lectures recommandées

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Responsable de l'unité d'enseignement

Daniel BLAUDEZ

Enseignants

- Non défini -