Durée
30h Th, 15h Pr, 15h Labo.
Nombre de crédits
| Bachelier en sciences de l'ingénieur, orientation ingénieur civil | 5 crédits | |||
| Master : ingénieur civil physicien, à finalité | 5 crédits |
Enseignant
Langue(s) de l'unité d'enseignement
Langue française
Organisation et évaluation
Enseignement au deuxième quadrimestre
Horaire
Unités d'enseignement prérequises et corequises
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus de l'unité d'enseignement
Le cours est une introduction aux concepts de la physique quantique, avec une orientation vers la description microscopique de la matière solide.
Table des matières (titres) :
- Propriétés corpusculaires des ondes
- Propriétés ondulatoires de la matière
- Structure de l'atome
- Equation de Schrodinger et applications
- Modèle quantique de l'atome d'hydrogène
- Atomes à plusieurs électrons
- Molécules et milieux solides
- Noyau atomique et applications de la physique nucléaire
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement
Au terme de ce cours, l'étudiant aura acquis les concepts de base de la physique quantique qui lui permettront d'aborder les formalismes des cours du domaine en 3e bachelier.
Savoirs et compétences prérequis
Cours de physique et de mathématiques du bloc 1 du programme de Bachelier en sciences de l'ingénieur, ingénieur civil.
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement
Travaux pratiques en laboratoire (rapports à remettre). Devoirs à domicile (facultatifs).
Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance)
Le cours ex cathedra consiste en une dizaine d'exposés théoriques.
Au cours des travaux pratiques, cinq séances permettront aux étudiants d'illustrer de manière pratique les concepts vus au cours théorique.
Des devoirs seront proposés sur la plateforme eCampus et un espace de discussion donnera la possibilité aux étudiants d'interagir avec leurs pairs, avec l'accompagnement des encadrants.
Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours
Une copie électronique des diaporamas sera disponible sur eCampus.
Une liste d'ouvrages de référence sera donnée lors du cours d'introduction.
Modalités d'évaluation et critères
L'évaluation comporte deux parties :
- Les rapports des travaux pratiques
- L'examen écrit (théorie et exercices)
La pondération sera précisée au cours d'introduction.
Stage(s)
Remarques organisationnelles
Les travaux pratiques sont réalisés par groupes de deux ou de trois étudiants. Les groupes sont définis durant la première semaine de cours.
Contacts
Les bureaux du département de physique sont situés à l'Institut de Physique - Bâtiment B5a.
Enseignant : N. D. Nguyen - tél. : 04/366 3604 - e-mail : ngocduy.nguyen@uliege.be
Secrétariat : A. Ortega - tél. : 04/366 9074 - e-mail : A.Ortega@uliege.be
Logisticienne : Ch. Prosperi - tél. : 04/366 3663 - e-mail : Christelle.Prosperi@uliege.be
L'enseignant tiendra des permanences hebdomadaires pour répondre à des questions précises relatives au cours ex cathedra. Les détails concernant cette permanence seront communiqués lors du premier cours.
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
Le cours théorique de Physique 4 s'est poursuivi dans le nouvel environnement d'enseignement à distance depuis la semaine du 16/3. Pour rappel, les enregistrements de ces séances sont disponibles sous la forme de podcasts dans l'intranet MyStudent (MyULiège). Les chapitres exposés dans la présentation d'introduction au cours figurent comme matière d"examen, sauf le chapitre 7.
Les travaux pratiques, qui constituent par essence une activité en présentiel, ont dû être interrompues et ne seront pas reprises. A la date du lundi 16/3, chacun des 15 groupes a pu prendre part à au moins une séance de TP (certains ont pu en faire deux, voire trois). Par conséquent, le rapport de laboratoire ne concernera que la première manipulation réalisée au sein du groupe. Une version complète, rédigée à titre d'essai, est attendue par courrier électronique à l'adresse ngocduy.nguyen@uliege.be pour le lundi 4/5 à midi. Comme annoncé, cette version sera renvoyée avec des commentaires et suggestions, et ce pour le vendredi 8/5. Sur base de ce feedback, chaque groupe produira une version finale du rapport de laboratoire, à envoyer à la même adresse email, pour le vendredi 15/5 à 23:59:59 au plus tard. Les consignes pour la mise en forme du rapport ainsi qu'une note pour le format de bibliographie ont été communiquées dans l'email du 7/4/20. Le rapport final de laboratoire constituera un objet d'évaluation.
De même, les séances de répétitions ne pourront pas être reprises là où elles avait été suspendues le 13/3 dernier. Afin de remettre tout le monde au même point, les compétences liées à la résolution des exercices de la première séance ne seront pas testées lors de l'évaluation finale. Les seuls exercices à considérer sont ceux repris dans la série 2 de répétitions, dont les énoncés sont disponibles sur ecampus (Contenus\Répétitions). Cette activité, soutenue par une aide à distance, constituera ainsi un entraînement à la résolution de problèmes, au même titre que les 'Assignments' déjà en place sur ecampus (énoncés et solutions).
Afin de compenser partiellement la réduction des activités de laboratoire et de répétitions, par rapport à un quadrimestre qui se serait déroulé normalement, il sera demandé de réaliser un projet autour de l'équation de Schrödinger. En guise de prélude à ce travail, il est recommandé d'étudier, dans un premier temps, la solution de cette équation pour le cas d'un potentiel ayant la forme d'un puits de profondeur finie (voir document envoyé avec l'email du 7/4/20, qui a été présenté dans le chapitre 3. Le projet, qui devra être réalisé en groupes (les mêmes que pour les labos), consiste à résoudre via Matlab, l'équation de Schrödinger stationnaire à une dimension dans le cas d'un puits de potentiel de forme triangulaire et à rédiger un rapport à remettre par email pour le 15/5 à 23:59:59 au plus tard. Les consignes pour ce rapport ont été communiquées le 7/4/20. Toutes les questions peuvent être adressées sur le forum de discussion qui a été ouvert à cet effet sur ecampus. Le rapport de projet constituera un objet d'évaluation.
Matière de l'évaluation
(voir ci-dessus)
Méthodes d'évaluation
Les rapports de TP et de projet (travaux de groupe) donnent lieu à une évaluation.
Une évaluation écrite à distance (en ligne) sera organisée au cours de la session de juin. Celle-ci portera sur les concepts théoriques du cours et prendra la forme d'un questionnaire via la plateforme ecampus.
La pondération de chaque évaluation est définie comme suit :
- Rapport de TP : 20 %
- Rapport de projet : 45 %
- Examen écrit à distance : 35 %
Contact
(voir rubrique principale)
Adaptation des engagements pédagogiques suite à la pandémie de COVID-19 pour la session août-sept
Matière de l'évaluation
(voir information relative à la session de mai-juin)
Méthodes d'évaluation (et plateforme utilisée)
(voir information relative à la session de mai-juin)
Contact(s)
(voir information relative à la session de mai-juin)