2019-2020 / PHYS0211-3

Mécanique quantique

Durée

26h Th, 26h Pr

Nombre de crédits

 Bachelier en sciences de l'ingénieur, orientation ingénieur civil5 crédits 
 Master : ingénieur civil physicien, à finalité5 crédits 

Enseignant

John Martin

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue française

Organisation et évaluation

Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

Ce cours est une introduction à la mécanique quantique, théorie essentielle à la compréhension des phénomènes physiques à l'échelle microscopique.
Sujets abordés :

  • idées fondamentales de la mécanique quantique
  • bases mathématiques
  • postulats, équation de Schrödinger
  • inégalités d'Heisenberg, théorème d'Ehrenfest
  • oscillateur harmonique
  • moments cinétiques
  • spin
  • systèmes quantiques à plusieurs particules
  • atome d'hydrogène
Ces sujets seront illustrés par des exemples présentant un intérêt plus particulier pour les ingénieurs, notamment en lien avec le développement des technologies quantiques.

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

Au terme du cours, l'étudiant sera capable :

  • d'appréhender le fonctionnement interne de la théorie quantique
  • d'effectuer des calculs prédictifs sur des systèmes quantiques simples
  • d'illustrer les concepts fondamentaux de la mécanique quantique sur des exemples concrets
  • d'identifier les situations pour lesquelles l'utilisation des lois quantiques s'avère indispensable
 

Savoirs et compétences prérequis

Notions avancées d'analyse mathématique (transformée de Fourier, espaces d'Hilbert, ...).

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Le cours théorique est donné sous forme d'exposés ex cathedra appuyés par une présentation multimedia et des développements au tableau.

Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance)

Cours en présentiel. Voir rubrique "Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement".

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Ouvrage recommandé : Mécanique quantique, J.-L. Basdevant et J. Dalibard, Eds de l'Ecole Polytechnique, Palaiseau (France), 2002, ISBN 2-7302-0914-X
Les diapositives du cours théorique et un fascicule d'exercices seront mis à la disposition des étudiants sous format pdf sur la plateforme myULg. De nombreuses autres ressources utiles à la compréhension du cours seront également accesibles via eCampus.

Modalités d'évaluation et critères

Un examen écrit est organisé en sessions de janvier et septembre. Cet examen, d'une durée de 4h, comporte des questions de théorie (50% des points) et des exercices à résoudre (50% des points). Les questions de théorie pourront comporter des questions de réflexion. Une dispense partielle valable d'une session à l'autre (mais pas d'une année à l'autre) peut être obtenue pour la théorie ou les exercices à partir de 12/20.

Stage(s)

Remarques organisationnelles

Contacts

Enseignant titulaire : John Martin Département de Physique, I.P.N.A.S., Bât. B15, Sart Tilman, 4000 Liège Tél. : 04 366 28 64 - Fax : 04 366 28 84 email : jmartin@uliege.be
Assistant : Lionel Podlecki Département de Physique, I.P.N.A.S., Bât. B15, Sart Tilman, Tél. : 04 366 36 94 email : lionel.podlecki@uliege.be

Adaptation des engagements pédagogiques suite à la pandémie de COVID-19 pour la session de mai-juin

Méthodes d'apprentissage mises en œuvre : enseignement à distance

Matière de l'évaluation

Méthodes d'évaluation

Contact

Adaptation des engagements pédagogiques suite à la pandémie de COVID-19 pour la session août-sept

Matière de l'évaluation

Toute la matière enseignée au 1er quadrimestre

Méthodes d'évaluation (et plateforme utilisée)

Examen écrit à distance à livre ouvert à renvoyer par email dans un délai fixé. L'examen comportera des questions de théorie axées sur la compréhension de la matière et des exercices à résoudre (du même type que ceux proposés aux répétitions). Durée totale de l'examen : 4h Pondération : 50% pour la théorie et 50% pour les exercices.

Contact(s)

Enseignant titulaire : John Martin Département de Physique, I.P.N.A.S., Bât. B15, Sart Tilman, 4000 Liège Tél. : 04 366 28 64 - Fax : 04 366 28 84 email : jmartin@uliege.be
Assistant : Lionel Podlecki Département de Physique, I.P.N.A.S., Bât. B15, Sart Tilman, Tél. : 04 366 36 94 email : lionel.podlecki@uliege.be