Mention « Physique » de la licence de Sciences et ...€¦ · • Le parcours PC Physique et Chimie • Le parcours PSVP Physique pour les Sciences de la Vie et de la Planète

Année universitaire 2009-2010

Mention « Physique » de la licencede Sciences et Technologies

Niveau L3

Site : www.licence.physique.upmc.fr

Des plus lointaines galaxies aux composants ultimes de la matière en passant par notreenvironnement quotidien, la physique porte sur notre monde un regard essentiel. Disciplinefondamentale, elle étend son champ d’application à la quasi-totalité des sciences expérimentales, àl’économie, aux neurosciences,…

Faire des études en physique c’est former son esprit à une démarche originale entrelaçant sans cesseobservation, expérimentation, modélisation et réflexion théorique.

La mention physique de la licence sciences et technologies de l’UPMC propose une formationgénérale en physique dans ses aspects à la fois théoriques et expérimentaux, fondamentaux etappliqués. Afin de répondre à la diversité des motivations des étudiants, elle propose au niveau L3quatre parcours thématiques :

• Le parcours PF Physique Fondamentale• Le parcours PGA Physique Générale et Applications• Le parcours PC Physique et Chimie• Le parcours PSVP Physique pour les Sciences de la Vie et de la Planète.

Cette variété ne doit pas cacher une identité commune qui se construit autour dela délivrance du même diplôme : la licence ST mention physique de l’UPMC, sans distinction

de parcours- l’apprentissage des fondements de la physique contemporaine- la place très importante faite au travail et à la démarche expérimentale- l’ouverture aux disciplines voisines et aux applications de la physique- le souci de la professionnalisation et du développement des compétences transverses à travers

des UE de langue, d’informatique, de stages, d’insertion professionnelle, de culture- la mise en place d’une démarche qualité à travers les questionnaires et les comités de pilotage- le suivi personnalisé des étudiants avec des entretiens individuels à l’issue de chaque période et

un accompagnement lors des choix d’orientation.

Ce document vous présente l’année L3 de la licence de physique avec ses objectifsgénéraux, ses débouchés, les publics visés, les spécificités de chaque parcours et leurs organisationspédagogiques. Ne figurent pas les parcours partagés avec les ENS (FIP avec l’ENS Ulm etPHYTEM avec l’ENS Cachan) réservés aux meilleurs étudiants de L2 et qui sont décrits dans unautre document.

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Les objectifs de la formation

Connaissances : le premier souci du département de la licence mention « Physique » estde former des étudiants à la complexité de la démarche du physicien, entrelaçant sans cesseobservation, expérimentation, modélisation et réflexion théorique. Cette formation repose d’abordsur l’acquisition de connaissances de base issues d’un large spectre en physique. Chaque UEassociée conjugue de façon équilibrée le cadre conceptuel, le formalisme, la phénoménologie et lecas échéant l’expérimentation. Afin de pleinement exploiter ces connaissances, l’étudiant qui sedestine à une profession de physicien a besoin, d’une part, et afin de maîtriser le formalisme, del’aisance conférée par les mathématiques, d’autre part de la puissance de l’informatique. Aussil’enseignement des mathématiques et de l’outil numérique figure en bonne place dans la formation,en particulier dans les parcours PF et PGA. Pour mieux cerner la place privilégiée qu’occupe laphysique dans l’univers des sciences, l’étudiant doit acquérir selon ses goûts ou aptitudes, lesrudiments d’une ou de plusieurs disciplines aux frontières de la physique : chimie, électronique,environnement, sciences de la Terre,…comme le proposent notamment les parcours PC et PSVP.Cela est d’autant plus crucial lorsqu’il envisage des métiers où la physique intervient comme outil.Enfin, l’expérimentation ne devient pertinente et opératoire qu’avec des connaissances élémentairessur la mesure, le traitement des données et l’instrumentation.

Compétences : les études de physique, outre leur intérêt propre, permettent ledéveloppement d’un grand nombre de compétences transversales et transférables. Le diplômédevra être ainsi capable d’analyser, de modéliser et de résoudre des problèmes simples de physique,en mobilisant des ressources variées, et d’abord ses propres connaissances et aptitudes. Enparticulier, il doit être en mesure de proposer des analogies, de faire des estimations d’ordres degrandeur, d’en saisir la signification et de s’autoriser un regard critique. Au niveau licence,l’étudiant doit déjà pouvoir avec le soutien de ses encadrants et éventuellement au sein d’uneéquipe, mener une recherche bibliographique, apprendre par lui-même, réaliser, contrôler etexploiter un montage expérimental simple ou un code informatique de résolution numérique. Il doitêtre capable de rendre compte de son travail, sous forme orale ou écrite, y compris à desinterlocuteurs non spécialistes, en particulier à ceux des disciplines frontières. Sa maîtrise d’unelangue étrangère doit s’affirmer.

Débouchés : la formation est d’abord conçue pour permettre, quel que soit le parcours, lapoursuite d’études dans un master de physique mais aussi dans des masters de domaines frontièrescomme les sciences de l’ingénieur. Le parcours PSVP est bien adapté aux masters où la physiquen’est pas exclusive dans la formation (sciences de la Terre, de l’univers, environnement,…). Lesconcours de recrutement, principalement ceux de l’Éducation Nationale (CAPES de physique etchimie, agrégation de physique, professeur des Écoles) sont envisageables après un parcours PC. Lalicence mention physique permet aussi une entrée sur titre dans certaines grandes écoles. Enfin,pour les étudiants qui visent des études plus courtes, elle offre des possibilités d’insertionprofessionnelle au niveau technicien de laboratoire ou assistant ingénieur grâce aux compétencesacquises.

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Que contient cette plaquette ?

Ce document décrit les différents parcours offerts aux étudiants au niveau L3 de la licence dephysique de l’UPMC.

Il s’agit d’abord de l’organisation de la mention au niveau L3 (page 1) ainsi que des objectifscommuns à tous les parcours (page 2). Viennent ensuite les nouveautés de la rentrée 2009 (page 4)et une sélection d’adresses utiles pour les étudiants quel que soit leur parcours (pages 4 et 5) : il fautcependant noter que pour les questions pédagogiques, leurs interlocuteurs privilégiés sont lesresponsables de parcours et les secrétariats dont les adresses figurent en tête des descriptifs deparcours. Pour conclure les aspects généraux, sont présentées les UE partagées par les parcours :l’UE de stage (page 6), l’UE de langue (page 7) et les UE d’options (pages 8, 9 et 10).

Les parcours sont ensuite détaillés dans leurs organisations et dans leurs contenus :-pages 11 à 16 : le parcours PF Physique Fondamentale-pages 17 à 22 : le parcours PGA Physique Générale et Applications-pages 23 à 32 : le parcours PC Physique et Chimie-pages 33 à 39 : le parcours PSVP Physique pour les sciences de la vie et de la planète

Bonne lecture !

Nota bene

Dans la description des parcours, ne figurent que ce qui les rend spécifiques. Ne sont pas rappelésles objectifs communs tels qu’ils sont présentés page 2. De même, dans les débouchés, il n’est pasrépété que tous les parcours permettent une poursuite d’études :- dans un master de physique, par exemple le master de physique et applications de l’UPMC- dans une école d’ingénieur généraliste.

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Déroulement de l’année universitaire 2009-2010

Première période :Du lundi 7 septembre au vendredi 19 décembre 2009.Journées blanches : jeudi 29, vendredi 30 et samedi 31 octobre 2009.Arrêt des enseignements Noël : du samedi 19 décembre 2009 au soir au lundi 4 janvier 2010 aumatin.

Seconde période :Du lundi 8 février au 31 mai 2010.Arrêt des enseignements Printemps : du samedi 17 avril au soir au lundi 3 mai 2010 au matin.

Nouveautés pour l’année universitaire 2009-2010

Si le niveau 2 de la licence de physique est profondément modifié à la rentrée de septembre 2009,tel n’est pas le cas du niveau 3 en ce qui concerne les UE. Les UE Physique expérimentale desparcours PF et PGA sont séparées en deux parties : une UE de travail expérimental (6 ECTS) etune UE de physique numérique (3 ECTS) ; une UE de stage à 6 ECTS et une UE d’insertionprofessionnelle (3 ECTS) font leur apparition dans le parcours PC.IMPORTANT : Le changement le plus notable est la généralisation à tous les parcours du niveau 3de la licence de physique de l’examen réparti, c’est-à-dire du remplacement de la première sessiond’examens par une succession d’épreuves écrites réparties tout au long de la période. Ce dispositifest en vigueur depuis 2 ans dans les parcours PC et PSVP. Chaque semaine, l’étudiant doitcomposer une ou deux fois par écrit selon un calendrier précis défini à l’avance : ceci permet uneévaluation continue et dans la durée pour toutes les UE et favorise l’acquisition des connaissanceset des compétences des étudiants en promouvant le travail régulier.

Direction de la mention physique

Directeur :Édouard KIERLIK, [email protected]

Directeur-adjoint et Responsable de l’orientation et de l’aide à l’insertion :Sébastien PAYAN, Maître de Confé[email protected]

Responsable administrative :Annie DALONGEVILLE, Couloir 46-56, Étage 1, Bureau [email protected]

Scolarité administrative :Johann LONCHAMP, Couloir 46-56, Étage 1, Bureau [email protected]

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Plates-formes de travaux pratiques

Physique généraleCouloir 46/56 – Étage 1

Responsable : Secrétariat :Patrice MATHIEU, Professeur Jessy [email protected] [email protected]

OptiqueTour 42 – Couloir 42/43 – Étage 1

Responsables : Secrétariat :Jérôme TIGNON, Professeur Annette [email protected] [email protected]

Christophe CLAVEAU, Maître de Confé[email protected]

La vie étudiante

Le Centre d’Accueil, d’information et d’orientation (CAIO)Couloir 53/54 – Étage 1. Réception sur rendez-vous.Tél. 01 44 27 33 66 ou 39 [email protected]

Le Département des Activités Physiques et Sportives (DAPS)Bâtiment C – RCTél. 01 44 27 59 [email protected]

Le Département des languesBâtiment N1Tél. 01 44 27 42 70

Le Relais Handicap Santé (RHS)Bâtiment 41 – RDCTél. 01 44 27 22 [email protected]

La Direction de la Vie Étudiante (DVE)Parvis Jussieu – Préfabriqué (au niveau de la tour 46)[email protected]

Le pôle Gestion de la MobilitéCouloir 24/34 – Étage [email protected]

La bibliothèque Physique EnseignementBâtiment Esclangon – Étage 1

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L’offre de stage au niveau L3 de la licence de physique

Responsable : Nathalie JEDRECY

Responsable stages en établissement scolaire : Édouard KIERLIK

Chaque parcours au niveau L3 de la licence de physique propose une UE de stage de 3 ECTS (stagede découverte LP370) ou 6 ECTS1 (stage LP380). Si certaines modalités pratiques, en particulier lecalendrier, peuvent différer d’un parcours à l’autre, l’UE fonctionne de la même façon et lesétudiants peuvent librement choisir parmi les différents types de stages proposés ci-dessous. Danstous les cas, les étudiants devront réaliser un travail autonome de nature scientifique dont ils ferontpart à l’équipe pédagogique en rédigeant un mémoire et en préparant une soutenance orale.

1. STAGES EN LABORATOIRE DE RECHERCHE. En binôme

Immersion dans un laboratoire/groupe de recherche pendant deux semaines minimum avec un sujet et un responsable bien définis

But du stage: découvrir la réalité et le fonctionnement de la rechercheIl s’agira pour vous, soit de participer activement à un travail en cours, soit de réaliser un

travail personnel de type bibliographique ou expérimental ou théorique en relation avec les activitésde l’équipe qui vous accueille. Le stage étant relativement court (10 jours), nous attendons plus uncomportement actif et autonome que des résultats scientifiques.

2. STAGES EN ETABLISSEMENT SCOLAIRE : l’étudiant doit se trouver son établissement. 2.a Pédagogie et Enseignement. En individuel

Suivi et participation à la vie d'une classe dans un établissement scolaire

But du stage: découvrir la réalité du travail d'enseignantIl s’agira pour vous de participer le plus possible aux différentes tâches qui incombent à

l’enseignant qui vous accueillera (encadrement des séances de TP, rédaction de contrôles ou defascicules, cours magistraux ou animations de séances de TD, correction de copies, …)

2.b Vulgarisation Scientifique. En binôme

Préparation et exposition d’une mini-conférence scientifique devant un public scolaireBut du stage: s’initier à la communication scientifiqueVous préparez un exposé de vulgarisation à destination d’un public scolaire sur un sujet de

physique de votre choix sous la direction d’enseignants de l’université. Vous le présentez devantune classe en exploitant au maximum les TICE et en l’illustrant par des expériences de physiqueamusante.

3. STAGES EN INDUSTRIECes stages doivent être trouvés par l'étudiant lui-même et validés par son responsable du parcours.

1 Selon le volume d’activités effectuées et la durée du stage. Le stage à 3 ECTS a une durée minimale de 2 semaines, lestage à 6 ECTS, une durée minimale de 4 semaines. Afin de faciliter l’application des règles de compensationsemestrielles, il est possible que dans le contrat pédagogique de l’étudiant, nous substituions à l’UE LP380 « Stage » à6 ECTS, les UE LP370 « Stage de découverte » et LP372 « Complément de stage », toutes deux à 3 ECTS.

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Les langues en licence de physique

Responsable du département des langues : Fabrice PICON

Chaque étudiant de la licence de physique doit choisir une de langue de 3 ECTS parmi les languessuivantes : anglais, allemand, espagnol, russe et chinois. Cet enseignement est organisé par ledépartement des langues avec les modalités suivantes.

Volumes horaires : 24 h de TD obligatoiresNombre de crédits de l’UE : 3 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : voir selon le parcours

Objectifs de l'Unité d'EnseignementCompréhension approfondie d’un document scientifique (écrit et oral)

- Repérage, tri et organisation structurée des informations- Approfondissement de la spécificité du discours scientifique et notamment de la logique et

la progression du discours : articulations et enchaînements, expression de l’hypothèse, liens decause à effet, déduction, inférence, développement, synthèseApprofondissement de la production écrite

- L’étudiant doit être capable de s’approprier et de restituer l’information- Résumé et synthèse- Utilisation des éléments spécifiques du discours scientifique

Approfondissement de la production orale- Débats- Exposés- Présentations individuelles.

Organisation pédagogiqueContrôle continu.Tests évaluant les quatre compétences :

- Compréhension écrite- Compréhension orale- Production écrite (principalement la capacité à synthétiser un document- Production orale (exposé).

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Les options des parcours PF, PGA et PSVPLes parcours PF ou PGA, (respectivement PSVP) proposent aux étudiants de choisir une option de3 ECTS (respectivement 2 ou 3 options pour un total de 9 ECTS) parmi une liste qui leur estcommuniquée au cours de la première période. Certaines de ces options sont offertes sur plusieursdes parcours. A titre d’illustration, voici la liste des options susceptibles d’être proposées auxétudiants pour l’année 2009/2010.

➪ LP381 : ACOUSTIQUE PHYSIQUEAprès un rappel des notions fondamentales relatives à la propagation et à l'absorption des ondessonores dans les milieux fluides, divers domaines d'application de l'acoustique sont examinés. Larichesse et la diversité de l'acoustique sont illustrées par une sélection de sujets intéressant aussibien la Physique que la Mécanique ou que les Sciences de l'Ingénieur. Le domaine fréquentielétudié va des sons audibles aux ultrasons.

➪ LP383 : METHODE DE PHYSIQUE THEORIQUELe cours de Mathématiques pour physiciens ne fait qu'introduire le « bagage minimum » sans lequelil serait extrêmement difficile de suivre les cours de la Physique moderne. Ce module est plusparticulièrement destiné aux étudiants visant un Master et plus encore à ceux visant un Doctorat, quiauront besoin d'enrichir leurs connaissances des techniques mathématiques : Eléments de calculvariationnel ; Coordonnées curvilignes et tenseurs ; Courbes, surfaces, éléments de géométriedifférentielle ; Equations de Lagrange et de Hamilton ; Eléments de théorie des groupes ; Systèmesnon-linéaires.

➪ LP384 : MATIERE CONDENSEEPrésenter la structure et l'organisation de la matière de l'angström à la dizaine de microns, encomparant entre eux les systèmes atomiques, moléculaires et colloïdaux pour comprendre ce qui lesséparent et ce qui les rassemblent. Cohésion des solides et structure cristalline; Amorphes etLiquides ; Systèmes colloïdaux : Systèmes auto-organisés, Cristaux liquides, Polymères,Dispersions colloïdales. Diffraction/Diffusion d'un rayonnement (Rayons X, Neutrons, Lumière).Dynamique de réseau et propriétés thermiques des solides ; Propriétés électroniques des solides ;Propriétés magnétiques des matériaux.

➪ LP387 : ENERGIE, ENVIRONNEMENT, RADIOACTIVITEDécrire les divers modes de production d'énergie, présents et envisagés pour l'avenir, et étudier leureffet sur l'environnement : les caractéristiques de l'énergie et ses sources, la physique de l'énergie,les énergies renouvelables et l'énergie solaire, l'énergie géothermique, la biomasse, l'énergie desdéchets, impact des énergies renouvelables sur l'environnement, le processus de fission, principe defonctionnement des réacteurs nucléaires, les différentes filières, nucléaire et environnement, gestiondes déchets, bilan et perspectives. Les réacteurs de 4ème génération, la fusion contrôlée.

➪ LP388 : RELATIVITE RESTREINTE ET PHYSIQUE SUBATOMIQUEFaire découvrir la relativité restreinte en couvrant la construction théorique de cette extension deslois de la mécanique classique tout en l'ancrant dans la réalité de la physique des hautes énergies desparticules élémentaires. Cette immersion dans le monde subatomique permettra également dedécrire le modèle subatomique actuel (Modèle Standard) et de préciser les questions en suspens.

➪ LXIP1 : INSERTION PROFESSIONNELLEAnalyse de CV et de lettres de motivation; bilan personnel; analyse des sources d'informationrelatives au marché de l'emploi ; étude des différents parcours de formation associés à ces métiers;interview de professionnels; élaboration du projet professionnel.

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➪ LP389 : DYNAMIQUE DES FLUIDES GEOPHYSIQUEL’objectif de ce module est d’introduire les notions de base qui gouvernent la dynamique à grandeéchelle des écoulements géophysiques, en l’occurrence l’atmosphère, l’océan et le magma terrestre.La notion d’analyse d’échelle sera ensuite appliquée à ces équations pour les fluides géophysiquesétudiés ce qui permettra de mettre en évidence les différents équilibres vérifiés à grande échelledans ces fluides. Contenu : Application des lois de conservation aux fluides géophysiques ;Équilibre des mouvements à grande échelle : analyse d'échelle ; Cas de l'atmosphère et de l'océan :équilibre géostrophique, spirale d'Ekman ; Cas du manteau terrestre.

➪ LP390 : IMAGERIE BIOLOGIQUE ET MEDICALEL’imagerie est aujourd’hui au cœur de nombreuses investigations menées sur le vivant, que ce soitpour la recherche fondamentale en biologie ou pour les applications cliniques en médecine. Atravers deux exemples pris l’un dans le domaine biologique (Imagerie de fluorescence) et l’autredans le domaine médical (Imagerie par résonance magnétique), on illustrera la spécificité de larelation entre l’objet ou le phénomène biologique étudié, une propriété physique de ce système, etun capteur mesurant un signal conduisant à la génération d’une image. Dans chaque cas, onprésentera la physique, l’instrumentation et les applications ainsi que les contraintes et les limites del’imagerie

➪ LP391 : CYCLES BIOGEOCHIMIQUES ET CHANGEMENTS GLOBAUXLa géochimie applique les principes de la physique et de la chimie au système Terre-Océan-Atmosphère pour rendre compte de manière qualitative et quantitative des compositions chimiquesde ses principaux réservoirs et de leurs évolutions. Dans ce module introductif, on se limite àl’étude de quelques composés dont certains sont des agents essentiels pour des phénomènes globauxtels que l’effet de serre, et dont l’analyse des distributions nous renseigne sur les processusd’échange à l'œuvre au sein du système Terre-Océan-Atmosphère.

➪ LP394 : MODELISATION DES SYSTEMES BIOLOGIQUES ET BIOENERGETIQUE (6crédits)Cet enseignement, à l’interface de la physique et de la biologie, a pour but de proposer unepremière approche à l'étude et à la modélisation des systèmes biologiques. D'une part les étudiantsseront confrontés à la question de comment on construit un modèle physique pour décrire lecomportement d'un sysitème complexe, en prenant comme exemple des problèmes de rechercheactuels liés à l'ADN et à ses fonctions dans la cellule. 0n verra comment, tout en se limitant à ceseul « objet » biologique, des approches physiques et numériques très différentes se révèlentindispensables pour cerner les différents phénomènes. D'autre part, en se plaçant cette fois auxniveaux supérieurs d’organisation du vivant, de la cellule aux écosystèmes en passant par lesorganismes, on présentera les grands principes régissant la bioénergétique. Les notions de couplageénergétique et de flux d’énergie dans les systèmes biologiques sont traitées sur la base des grandsprincipes thermodynamiques dans la perspective des systèmes ouverts. Cette partie poursuit etcomplète les enseignements de thermodynamique et a pour ambition de permettre l’interprétation etl’analyse des réactions de physicochimie biologique à partir des grands principesthermodynamiques : les notions de dynamique, de couplage, d’état d’équilibre et d’état stationnairesont discutées en lien avec la définition du Vivant.

➪ LP395 : LE CYCLE DE L’EAU : CONTINUUM SOL PLANTEL’objectif de cet enseignement est de comprendre les mécanismes de transfert de masse et d’énergieau niveau de l’interface biosphère-atmosphère. Cela nécessite d’étudier le couplage entre desphénomènes biologiques (croissance de la végétation, fonctionnement des couverts végétaux, …) etdes mécanismes physiques (transfert de masse et d’énergie). Cette étude est conduite à l’échelle dela plante et de la parcelle en privilégiant le cycle de l’eau au sein du continuum sol-plante-atmosphère. Contenu : Le cycle de l'eau et les régulations climatiques. L'interface sol atmosphère.

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La circulation de l'eau dans le sol et la plante. La régulation des échanges par la plante. Lecontinuum sol-plante-atmosphère.

➪ LP3A1 (ENS) : PHYSICO-CHIMIE DE L’ATMOSPHERECe module a pour objet de présenter les processus physico-chimiques régissant la composition del'atmosphère en éléments mineurs (ozone, monoxyde de carbone, méthane, radicaux, etc.), dedécrire leur rôle dans le climat et les impacts anthropogéniques (notamment sur l'ozone).

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Le parcours « Physique Fondamentale »

Contacts :Responsable : Nicolas TREPS [email protected]étariat : Annette GRAFFAND [email protected]éléphone : 01 44 27 41 10, couloir 42/43, Étage 1, porte 107

Le parcours Physique Fondamentale est une filière généraliste dans laquelle les étudiantsacquièrent les connaissances théoriques et expérimentales de base de la physique. L’un desobjectifs est d’initier les étudiants aux démarches scientifiques dans leur complexité et leurrichesse. Les grandes théories du XXème siècle et les développements les plus récents de la physiquecontemporaine y sont traités avec une ouverture, dans la mesure du possible, vers leursconséquences technologiques. Les connaissances indispensables pour un physicien en méthodesmathématiques et en modélisation numérique sont enseignées.

Recrutement :Au niveau L3, le parcours PF de la licence de physique accueille des étudiants pouvant

justifier d’une solide formation en physique et de bonnes compétences en mathématiques. Outre lesétudiants de l’UPMC des parcours L2-PF/PGA ou d’autres universités avec des formationsanalogues, il s’agit des étudiants de classes préparatoires MP après examen de leurs candidatures.

Débouchés spécifiques :Outre les débouchés communs à tous les parcours, ce parcours est particulièrement adapté

pour les étudiants qui souhaitent poursuivre leurs études dans un master de physique, notammentdans les filières les plus théoriques.

Programme des enseignements :

1er semestre 2e semestre

Mathématiques pour physiciens LP311 (6 ECTS) Optique physique et électromagnétisme 2 LP315 (6 ECTS)

Électromagnétisme 1 LP312 (3 ECTS) Thermodynamique et physique statistique LP316 (6 ECTS)

Physique quantique 1 LP313 (6 ECTS) Physique quantique 2 LP317 (3 ECTS)

Physique expérimentale LP318 (6 ECTS) Stage de découverte LP370 (3 ECTS)2

Chaîne de mesures analogiques LE202 (6 ECTS) Projet expérimental LP399 (6 ECTS)

Physique numérique LP319 (3 ECTS) Option (3 ECTS)

Langues (3 ECTS) (anglais, allemand, russe, espagnol, chinois)

2 Sous condition de durée, le stage pourra être crédité de 6 ECTS.

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ORGANISATION DES UNITES D’ENSEIGNEMENT DU PREMIER SEMESTRE

➪ LP311 : MATHEMATIQUES POUR PHYSICIEN

Le cours de mathématiques pour physiciens a pour objet de fournir le bagage mathématiquenécessaire à tout physicien. Les exemples concrets tirés de la physique permettront d'illustrer lesconcepts mathématiques introduits dans le cours.

Responsable de l’UE : Claude ASLANGULLaboratoire de Physique Théorique de la Matière Condensé[email protected]

Volumes horaires globaux : CM : 30 h, TD : 30 hNombre de crédits de l’UE : 6 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 1ère période

Thèmes abordésFonctions d’une variable complexe : fonctions holomorphes, équations de Cauchy-Riemann,transformation conforme du plan, théorème de Cauchy, résidus, séries de Taylor de Laurin et deMcLaurin, fonctions multiformes, surfaces de RiemannTransformées de Fourier et Laplace : séries de Fourier, théorème de Dirichlet, limite continue,transformée de Fourier inverse, espace des fonctions de carré sommable, exemples, transformée deLaplace, domaine de convergence, convolution, calcul symbolique, systèmes linéaires.

➪ LP312 : ELECTROMAGNETISME I

Cette UE constitue une première approche de l'interaction des champs électromagnétiques avecdifférents types de milieux. Elle permet de poser les bases de l'étude de la propagation d'une ondeélectromagnétique plane dans un milieu linéaire homogène isotrope (LHI), en introduisantnotamment les notions d'absorption et de dispersion.

Responsable de l’UE : Jérôme TIGNONLaboratoire Pierre Aigrain - École Normale Supé[email protected]

Volumes horaires : CM : 15 h, TD : 15 hNombre de crédits de l’UE : 3 ECTS

Thèmes abordés- Électrostatique, magnétostatique- Équations de Maxwell, réponse des milieux.- Énergie électromagnétique- Ondes électromagnétiques planes dans les milieux LHI- Rayonnement du dipôle oscillant

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➪ LP313 : PHYSIQUE QUANTIQUE 1

Ce module est une présentation inductive de la mécanique ondulatoire illustrant la démarche duphysicien : analyse détaillée d'expériences cruciales, construction pas à pas d'une nouvelle théorievisant à rendre compte de phénomènes inexplicables dans la théorie classique et premièresapplications.

Responsable de l’UE : Jean-Pierre ROZETInstitut des Nanosciences de [email protected]

Volumes horaires : CM : 30 h, TD : 30 hNombre de crédits de l’UE : 6 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 1ère période

Thèmes abordésConstitution de l'atome : l'électron, les ions, les isotopes. Modèles d'atomes, instabilitéélectrodynamique. Radioactivité : phénoménologie, interprétation probabiliste de la loi dedécroissance radiative. Expérience de Rutherford : collisions élastiques, lois de conservation,réduction du problème à deux corps. Rayonnement thermique : phénoménologie, lois de Wien et deStefan, calcul de Rayleigh-Jeans, loi de Planck.Le photon : effet photoélectrique, effet Compton, loi de dispersion du photon.Spectres atomiques : spectres de raies, largeur d'une raie spectrale, modèle de Bohr, coefficientsd'Einstein.Magnétisme classique : moment magnétique d'une boucle atomique, diamagnétisme etparamagnétisme, expérience de Stern et Gerlach, théorème de Miss van Leeuwen.Ancienne théorie des quanta : éléments de mécanique analytique (principe de moindre action,Lagrangien, équation de Lagrange à une dimension, Hamiltonien, équations de Hamilton, lien entresymétrie et conservation), exemples : la formule de Planck et l'oscillateur harmonique, règles deWilson-Bohr-Sommerfel et conséquences, corrections relativistes et explication du doublet H alpha.

➪ LP318 : PHYSIQUE EXPERIMENTALE

Dans une première série concernant l'optique, les étudiants apprennent un savoir-faire expérimentalassocié à des connaissances théoriques. Dans une seconde série, nettement orientée sur l'analyse dephénomènes physiques et les modèles qui leur sont associés, se côtoient la pratique expérimentale,la modélisation et le dépouillement informatique des résultats.

Responsable de l’UE : Jérôme TIGNONLaboratoire Pierre Aigrain - École Normale Supé[email protected]

Volumes horaires : 60 hNombre de crédits de l’UE : 6 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 1ère période

Thèmes abordésOptique interférentielle, biréfringence et polarisation ; diffusion de la chaleur et son analogieélectrique, modes de vibrations d'une chaîne linéaire, effet Peltier.

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➪ LP319 : PHYSIQUE NUMERIQUE

L'objectif est d'initier les étudiants à un langage de programmation scientifique dont la maîtrisepermet d'aborder par des méthodes numériques des problèmes de physique dont la résolutionanalytique serait très laborieuse sinon impossible. La démarche consiste à traduire une question dephysique en des termes susceptibles d'une résolution numérique, de réaliser les programmescorrespondants en utilisant éventuellement des sous-programmes de bibliothèque existants etéprouvés et d'en exploiter les résultats.

Responsable de l’UE : Philippe DEPONDTInstitut des Nanosciences de [email protected]

Volumes horaires : 18h TD - 24h TPNombre de crédits de l’UE : 3 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 1ère période

Thèmes abordésPourquoi la physique numérique ?, un langage de programmation scientifique, recherche des zérosd'une fonction, suites et séries, calcul d'intégrales numériques, algèbre linéaire, systèmesd'équations linéaires, problèmes aux valeurs propres, systèmes d'équations différentielles ordinaires,transformée de Fourier rapide.

➪ LE202 : CHAINE DE MESURES ANALOGIQUES

L’objectif de cette unité d’enseignement, qui s’adresse à un large public, est d’expliquer lefonctionnement de l’électronique associée à un capteur au sein d’une chaîne de mesure. Commed’autres UE abordent la partie numérique, on se restreint ici à l’aspect analogique.Cette UE présente les bases de l’électronique analogique et ses principales fonctions, outilsnécessaires afin d’aborder l’étude d’une chaîne de mesure physique, qui assure l’extraction et lamise en forme du signal délivré par le capteur.

Responsable de l’UE : Jacques LEFRERE Service d’aé[email protected]

Volumes horaires : CM : 24 h, TD : 20 h, TP : 16 hNombre de crédits de l’UE : 6 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 1ère période

Thèmes abordés- Bases de l’électronique analogique- Quadripôles : impédances d’entrée, de sortie, fonction de transfert- Fonctions amplification, filtrage, fonctions non-linéaires (amplificateur opérationnel)- Introduction aux capteurs (type et caractéristiques des signaux fournis)- Chaîne de mesure analogique.

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ORGANISATION DES UNITES D’ENSEIGNEMENT DU DEUXIEME SEMESTRE

➪ LP315 : OPTIQUE PHYSIQUE ET ELECTROMAGNETISME 2

La première partie de ce cours prolonge celui de l'UE Électromagnétisme I en abordant lapropagation dans l'espace à trois dimensions et dans des milieux qui ne sont pas linéaireshomogènes et isotropes. La deuxième partie, centrée sur le caractère ondulatoire de l'ondeélectromagnétique, aborde les notions de modes propres, propagation guidée, interférences etdiffraction. Cette partie est conçue comme une introduction et une illustration de notions de basequi seront utiles pour la mécanique quantique. Ce module met aussi l'accent sur l'utilisation et lacompréhension de la transformation de Fourier.

Responsable de l’UE : Jean HARELaboratoire Kastler Brossel - École normale supé[email protected]

Volumes horaires : CM : 30 h, TD : 30 hPériode où l’enseignement est proposé : 2ème période

Thèmes abordésÉquation d'onde en trois dimensions. Réflexion-réfraction en incidence quelconque. Étude demilieux non LHI : inhomogènes, anisotropes, non linéaires (notions). Modes propres - propagationguidée. Transformée de Fourier - Propagation d'un paquet d'onde. Diffraction - formation d'imagesen optique ondulatoire. Étude de quelques dispositifs interférentiels.

➪ LP316 : THERMODYNAMIQUE ET PHYSIQUE STATISTIQUE

Ce module entre d'emblée dans la description microscopique de la matière afin de définir lesconcepts-clefs liés au deuxième principe de la thermodynamique et d'aborder leurs applications auxpropriétés macroscopiques des systèmes physiques.

Responsable de l’UE : Redha MAZIGHIPhysique théorique de la matière condensé[email protected]

Volumes horaires : (CM, ED, TP, stage, autre…) : CM : 30 h, TD : 30 hNombre de crédits de l’UE : 6 ECTS

Période où l’enseignement est proposé : 2ème période

Thèmes abordésThermodynamique et mécanique. Grandeurs fluctuantes et probabilités. Représentationmicroscopique d'un système physique. Systèmes isolés à l'équilibre. Travail, chaleur et entropie.Principes de la thermodynamique et théorème de Carnot. Système en équilibre avec un thermostat,distribution canonique. Théorie cinétique des gaz parfaits. Systèmes canoniques. Potentielthermodynamique. Propriétés de surface. Gaz réel. Mélanges gazeux. Solutions. Réactionschimiques en phase diluée. Changement de phase d'un corps pur. Phénomènes de transport.

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➪ LP317 : PHYSIQUE QUANTIQUE 2

Il s'agit de s'appuyer sur l'introduction du premier semestre pour mettre en œuvre les conceptsfondamentaux de la mécanique quantique.

Responsable de l’UE : ROZET Jean-PierreInstitut des Nanosciences de Paris [email protected]

Volumes horaires : CM : 15 h, TD : 15 hNombre de crédits de l’UE : 3 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 2ème période

Thèmes abordésFormulation de la mécanique quantique, mécanique des matrices, équation de Schrödinger, relationde de Broglie, diffraction des particules réelles.Fonction d'onde, fentes d'Young, interprétation probabiliste de la fonction d'onde, relationsd'incertitudePostulats et structure formelle de la mécanique quantique, énoncé des postulats, principe demoindre action classique, principe de Feynman, états stationnaires.Problèmes à une dimension, la quantification comme conséquence des conditions imposées à lafonction d'onde, puits carré, marche de potentiel, barrière de potentiel, coefficients de réflexion etde transmission, effet tunnel.Oscillateur harmonique à une dimension, résolution de l'équation aux valeurs propres, comparaisonquantique/classique, opérateurs a et a+, états cohérents.

➪ LP399 : PROJET EXPERIMENTAL

Concevoir, monter et interpréter une expérience. Les étudiants, par groupe de 4, montentintégralement une expérience, l’enseignant n’ayant qu’un rôle de guide. La modélisation desexpériences est un point central de ces projets. Un rapport écrit et une soutenance orale serontdemandés à la fin du projet.

Responsable de l’UE : Patrice MATHIEULaboratoire Pierre Aigrain - École Normale Supé[email protected]

Volumes horaires: 60 hNombre de crédits de l’UE : 6 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 2ème période

Thèmes abordésLes thèmes proposés couvrent pratiquement l’ensemble de la Physique et évoluent d’année enannée. Par exemple : Cryogénie et propriétés de l’Hélium superfluide ; Supraconductivité à bassetempérature ; Ondes acoustique et désordre dans une chaîne linéaire ; Modes propres d’une cavitéacoustique ; Chaos déterministe ; Chaos à proximité d’une transition de phase ; Propriétés de filmsorganiques ; Effet Pockels et Télécommunications optiques ; Spectroscopie moléculaire,fluorescence de l’iode ; Spectroscopie atomique, effet Zeeman normal ; Spectroscopie infra-rouge,structures de molécules organiques ; Holographie interférentielle ; Viscosimètre à ferro-fuide ;Vélocimètre laser à franges.

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Le parcours « Physique Générale et Applications »

Contacts :Responsable : Corinne BOURSIER [email protected]étariat : Jessy JOSEPH [email protected]éléphone : 01 44 27 40 16, couloir 46/56, Étage 1, porte 110

Le parcours Physique générale et applications est particulièrement destiné aux étudiantsintéressés par l’expérimentation et l’instrumentation. Tout en leur donnant de solides connaissancesde physique de base, cette formation propose à ces étudiants une ouverture vers les applications de laphysique, par l’acquisition d’un savoir-faire pratique et d’une connaissance générale des grandsdomaines technologiques actuellement en expansion.

Site de vie : http://www.edu.upmc.fr/physique/licence/pga/

Recrutement :Au niveau L3, le parcours PGA de la licence de physique accueille des étudiants pouvant

justifier d’une solide formation en physique, de bonnes compétences en mathématiques et d’unintérêt pour les applications de la physique. Outre les étudiants de l’UPMC des parcours L2-PF/PGAou d’autres universités avec des formations analogues, il s’agit des étudiants de classes préparatoiresPT et PSI et des étudiants titulaires d’un DUT, après examen de leurs candidatures.

Débouchés spécifiques :Outre les débouchés communs à tous les parcours, ce parcours est particulièrement adapté

pour les étudiants qui envisagent de s’orienter vers les sciences de l’ingénieur soit au sein d’unmaster universitaire, soit après une entrée sur titre, au sein d’une école d’ingénieur généraliste(Écoles des groupes Centrales ou Mines, ENSI,…).Pour les étudiants visant des études plus courtes, elle offre aussi la possibilité d’une insertionprofessionnelle précoce grâce aux compétences acquises par les enseignements de méthodesexpérimentales, d’informatique, d’électronique, d’instrumentation en optique…

Programme des enseignements :1er semestre 2e semestre

Méthodes mathématiques pour physiciens LP321 (6 ECTS) Ondes électromagnétiques et optique LP325 (6 ECTS)

Électromagnétisme dans la matière LP322 (3 ECTS) Introduction à la physique quantique LP326 (6 ECTS)

Thermodynamique et propriétés de la matière LP323 (6 ECTS) Systèmes physiques et électroniques LE307 (3 ECTS)

Physique expérimentale LP318 (6 ECTS) Stage de découverte LP370 (3 ECTS) 3

Chaîne de mesures analogiques LE202 (6 ECTS) Projet expérimental LP399 (6 ECTS)

Physique numérique LP319 (3 ECTS) Option (3 ECTS)

Langues (3 ECTS) (anglais, allemand, russe, espagnol,chinois)


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➪ LP321: METHODES MATHEMATIQUES POUR PHYSICIENS PGA

Fournir le bagage mathématique nécessaire à tout physicien. Des exemples concrets tirés de laPhysique permettront d’illustrer les concepts mathématiques introduits.

Responsable de l’UE : Michela PETRINILaboratoire de Physique Théorique et Hautes É[email protected]


Thèmes abordés- Fonctions de variable complexe ;- Transformations de Fourier et de Laplace.- Espaces de Hilbert ;- Notions de distributions ;- Introduction à la théorie des probabilités.

➪ LP322 : ELECTROMAGNETISME DANS LA MATIERE

Comprendre les comportements statiques et dynamiques de différents types de milieux(conducteurs, diélectriques, magnétiques) soumis à des champs électromagnétiques, à l’aide demodèles microscopiques permettant de comprendre le comportement macroscopique de cesmilieux, en particulier vis-à-vis de la propagation d’ondes électromagnétique : absorption,dispersion, réflexion.

Responsable de l’UE : Tristan BRIANTLaboratoire [email protected]


Thèmes abordés- Compléments d’électrostatique, de magnétostatique, d’électrocinétique ;- Propagation d’ondes à une dimension ;- Plasmas, métaux et milieux conducteurs ;- Molécules, atomes et milieux diélectriques ;- Physique des milieux magnétiques.

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➪ LP323 : THERMODYNAMIQUE ET PROPRIETES DE LA MATIERE

Dans ce cours, en amont des Sciences des Matériaux et de l’Environnement, est abordée l’étudethermodynamique des systèmes complexes, ouverts ou fermés, pouvant comporter plusieursconstituants et/ou plusieurs phases et éventuellement placés dans des champs extérieurs. On yprésente les principes qui gouvernent leurs évolutions et leurs équilibres. L’étude de systèmes hors-équilibre et les phénomènes de transport associés est également abordée.

Responsable de l’UE : Corinne BOURSIER Laboratoire de Physique Moléculaire pour l’Atmosphère et l’[email protected]


Thèmes abordésRappels des premier et second principes de la Thermodynamique. Lien avec les descriptionsmicroscopiques : entropie statistique d’un système isolé, système en contact avec un thermostat –distribution de probabilités de Boltzmann. Évolution des systèmes et leurs équilibres, potentielsthermodynamiques. Le potentiel chimique, équilibre des systèmes hétérogènes sans réactionchimique. Applications du potentiel chimique : transition de phase, mélange de gaz parfaits,systèmes binaires, solutions, systèmes dans des champs extérieurs. Phénomènes de transport,équations-bilan, loi de Fourier, loi de Fick.. Effets thermoélectriques.

➪ LP318 : PHYSIQUE EXPERIMENTALE

Acquisition d’un savoir-faire expérimental, associé à des connaissances théoriques. Une premièresérie de travaux expérimentaux porte sur l’optique. Une seconde série est nettement orientée versl’analyse de phénomènes physiques et leurs modélisations, où se côtoient la pratique expérimentale,la modélisation et le dépouillement informatique des résultats.

Responsable de l’UE : Patrice MATHIEULaboratoire Pierre Aigrain - École Normale Supé[email protected]

Volumes horaires: 56 hNombre de crédits de l’UE : 6 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 1ère période

Thèmes abordés1ère série de TE (Optique) : Interférences, Interféromètre de Michelson, spectroscopieinterférentielle par transformation de Fourier ; Polarisation dans les milieux anisotropes,biréfringence, diffraction, filtrage spatial, traitement des images ;

2ème série de TE : Diffusion de la chaleur, Module à effet Peltier, Modes de vibration d’une chaînelinéaire.

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➪ LP319 : PHYSIQUE NUMERIQUE

Initiation à un langage de programmation généraliste permettant à la fois de traiter des problèmes dePhysique et une ouverture vers des applications pratiques. Il s’agit de formuler divers problèmes defaçon à pouvoir les traiter numériquement, de réaliser les programmes correspondants et d’enexploiter les résultats.

Responsable de l’UE : Marco [email protected]

Volumes horaires: 30 hNombre de crédits de l’UE : 3 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 1ère période

Thèmes abordésIntroduction : pourquoi le calcul scientifique. Langage C. Recherche des zéros d’une fonction.Suites et séries, calcul d’intégrales numériques. Algèbre linéaire, systèmes d’équations linéaires,problèmes aux valeurs propres. Transformées de Fourier rapides.Des séances de soutien seront proposées en début de semestre pour les étudiants sans expérience deprogrammation en C.Travaux expérimentaux : trajet de la lumière dans une lentille _ boule ; zéros d’unefonction ; interférences : calcul d’intégrales ; équations différentielles ; valeurs propres, vecteurspropres ; diffraction de Fraunhoffer (transformée de Fourier discrète).

➪ LE202 : CHAINE DE MESURES ANALOGIQUES

L’objectif de cette unité d’enseignement, qui s’adresse à un large public, est d’expliquer lefonctionnement de l’électronique associée à un capteur au sein d’une chaîne de mesure. Commed’autres UE abordent la partie numérique, on se restreint ici à l’aspect analogique.Cette UE présente les bases de l’électronique analogique et ses principales fonctions, outilsnécessaires afin d’aborder l’étude d’une chaîne de mesure physique, qui assure l’extraction et lamise en forme du signal délivré par le capteur.

Responsable de l’UE : Jacques LEFRERE Service d’aé[email protected]

Volumes horaires : CM : 24 h, TD : 20 h, TP : 16 hNombre de crédits de l’UE : 6 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 1ère période

Thèmes abordés- Bases de l’électronique analogique- Quadripôles : impédances d’entrée, de sortie, fonction de transfert- Fonctions amplification, filtrage, fonctions non-linéaires (amplificateur opérationnel)- Introduction aux capteurs (type et caractéristiques des signaux fournis)- Chaîne de mesure analogique.

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➪ LP325 : ONDES ELECTROMAGNETIQUES ET OPTIQUE

Donner les outils essentiels permettant de comprendre la propagation des ondes électromagnétiquesdans l’espace à trois dimensions et leurs utilisations. Les différents concepts de l’optique physiquesont abordés sous l’angle des transformations que l’on peut chercher à effectuer sur les ondes :émission ou détection, addition, analyse et guidage. Les concepts seront étendus à tout le spectreélectromagnétique, notamment vers les domaines hertziens et micro-ondes.

Responsable de l’UE : Hélène ROUSSELSUPELEC – Plateau du [email protected]

Volumes horaires : CM : 30 h, TD : 30 hNombre de crédits de l’UE : 6 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 2ème période

Thèmes abordésLes ondes à trois dimensions. Émettre ou détecter des ondes électromagnétiques. Additionner desondes. Analyser les ondes. Guider les ondes. Transformer les ondes.

➪ LP326 : INTRODUCTION A LA PHYSIQUE QUANTIQUE

Présenter l’univers microscopique à l’échelle atomique et subatomique et introduire des idées etconcepts qui en permettent la compréhension. La partie « physique(sub)atomique » décrit et discute lesexpériences cruciales qui ont jalonné et orienté la construction de la théorie qui fut élaborée pour rendrecompte de phénomènes inexplicables avec la théorie classique. La partie « mécanique ondulatoire »constitue une introduction à la théorie quantique et ses applications. Les multiples exemples considérésconstituent l’outil privilégié de l’approche concrète choisie dans cet enseignement pour accéder à cettethéorie.

Responsable de l’UE : Paulo [email protected]

Volumes horaires: CM : 30 h, TD : 30 hNombre de crédits de l’UE : 6 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 2ème période.

Thèmes abordés Physique (sub)atomique :Constitution de l’atome : le nuage électronique, le noyau dans son état fondamental (le modèle de lagoutte liquide et la formule de Bethe et Weizsäcker, le défaut de masse), l’existence d’états excités(exemple de spectres discrets). Réactions nucléaires : radioactivité, fission, fusion. Quantificationdu rayonnement : le rayonnement thermique, la formule de Planck, les effets photoélectrique etCompton. Les ondes de matière et l’atome de Bohr ; la quantification des énergies atomiques (lespectre de l’hydrogène, les spectres X). Le magnétisme atomique : l’expérience de Stern et Gerlach,le modèle vectoriel (le facteur de Landé).Mécanique ondulatoire :L’espace des états d’une particule. Théorie de la mesure : les résultats et leur probabilité, lesmesures incompatibles, les relations d’indétermination. L’évolution temporelle d’un état, lethéorème d’Ehrenfest. Modèles à une dimension d’ondes de matière : interférences, flux réfléchis ettransmis, effet tunnel, quantification des énergies dans un puits, bandes d’énergie dans un potentielpériodique, l’oscillateur harmonique (introduction des opérateurs a et a+).

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➪ LE307 : SYSTEMES PHYSIQUES ET ELECTRONIQUES

L'objectif de cette unité d'enseignement est de fournir aux étudiants non électroniciens les basesnécessaires pour appréhender les systèmes linéaires, que l'information soit d'origine purementphysique (pression température, ...) ou d'origine électrique.

Responsable de l’UE : Stéphane HOLELaboratoire des Instruments et Systèmes d'île de France, ESPCI / [email protected]

Volumes horaires : CM : 10 h ; TD : 12h ; TP : 8 hNombre de crédits de l’UE : 3 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 2ème période

Thèmes abordés- Définition d’un signal.- Dualité temps – fréquence- Définition d’un système linéaire- Réponses temporelle et fréquentielle des systèmes linéaires- Systèmes du premier et du second ordre- Représentation des systèmes linéaires dans le diagramme de Bode- Association et bouclage des systèmes linéaires- Introduction à la stabilité des systèmes linéaires bouclés

➪ LP399 : PROJET EXPERIMENTAL (CONSULTER PROGRAMME DANS PARCOURS PF)

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Le parcours « Physique - Chimie »

Contacts :Responsable Physique : Bruno PALPANT [email protected] Chimie : Cécile ROUX [email protected] Chimie : Ludovic JULLIEN [email protected]étariat : Christine DE DIEULEVEULT [email protected]éléphone : 01 44 27 59 54, couloir 56/66, Étage 1, porte 110

Le parcours PC, commun aux licences mention Physique et Chimie, propose aux étudiantsune formation généraliste bi disciplinaire en physique et en chimie. Cette double compétence est deplus en plus nécessaire pour la compréhension fine de nombreux phénomènes naturels ou destechnologies émergentes. Elle s’incarne en particulier dans des UE transverses dispensées à la foispar des physiciens ou des chimistes. Du point de vue pédagogique, les nombreuses UE de typeprojets ou stage sont choisies par l’étudiant afin de s’adapter au mieux à ses projets.

Site de vie : http://www.edu.upmc.fr/physique/licence/pc/

Recrutement :Au niveau L3, le parcours PC de la licence de physique accueille des étudiants pouvant

justifier d’une double compétence en physique et chimie, avec la physique en discipline majeure etla chimie en discipline mineure. Outre les étudiants de l’UPMC des parcours L2-PC et L2-PSVP oud’autres universités avec des formations analogues, il s’agit des étudiants de classes préparatoiresPC et des étudiants titulaires d’un DUT, après examen de leurs candidatures

Débouchés spécifiques :Outre les débouchés communs à tous les parcours, cette double culture physique et chimie

associée à la possibilité de renforcer leurs connaissances en physique, en mathématique ou enchimie en suivant l’une des filières prédéfinies du parcours (filière IUFM, filière Master Physique,filière Master Chimie) offre aux étudiants des débouchés spécifiques :

- Préparation à l’université aux concours de l’éducation nationale : enseignants certifiés etagrégés mais aussi professeur des écoles.

- Entrée dans le Master Sciences et Technologies de l’UPMC mention ChimieFondamentale et Appliquée qui recouvre les spécialités suivantes : Chimie physique et théorique,Physicochimie analytique, Chimie organique et bio organique, Molécules et matériauxinorganiques, Matériaux polymères, Ingénierie chimique.

- Entrée sur titre dans des grandes écoles d’ingénieurs type ENSI Chimie ou ESPCI,…

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Outils mathématiques pour physiciens et chimistes LP331(3 ECTS)

Optique et électromagnétisme LP334 (6 ECTS)

Introduction à la physique et à la chimie quantiques LC324(6 ECTS)

Chimie expérimentale avancée LC322 (6 ECTS)

Thermodynamique et propriétés de la matière LP323 (6 ECTS)pour la filière Master Physique

ouThermodynamique et électrochimie LC302 (6 ECTS) pour lesfilières Master Chimie et IUFM

Du microscopique au macroscopique LP332(6 ECTS) pour les filières Master Chimie et IUFM

ouPhysique quantique et numérique LP336 (6 ECTS) pourla filière Master Physique

Physique expérimentale (électronique-mécanique) LP333(9 ECTS)

Relations structures – propriétés chimiques en chimiemoléculaire LC323 (6 ECTS)

Insertion professionnelle LXIP1 (3 ECTS)


Médiation scientifique LP335 (6 ECTS) pour la filièreIUFM

ou Projet expérimental LP399 (6 ECTS) pour la filièreMaster Physique

ouStage LC327 ou LP380 en laboratoire (6 ECTS) pour lesfilières Master Physique et Master Chimie

ou Stage LP380 en milieu scolaire (6 ECTS) pour la filièreIUFM

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➪ LP331 : METHODES MATHEMATIQUES POUR PHYSICIENS ET CHIMISTES

Ce module a pour objectif de mettre en avant le lien qui relie les mathématiques aux sciencesphysiques à partir de situations concrètes rencontrées en physique ou en chimie. Un fort soutien estproposé aux étudiants qui veulent approfondir leurs connaissances en algèbre et sur les opérateursvectoriels.

Responsable de l’UE : Mathieu MICOULAUT Laboratoire de Physique Théorique de la Matière Condensée

[email protected]

Volumes horaires : 30 h cours/TDNombre de crédits de l’UE : 3 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 1ère période

Thèmes abordésNombre complexe. Dérivée, développement limité et développement en série entière. Étude defonctions. Intégration. Équations différentielles ordinaires. Série de Fourier. Transformée deFourier.

➪ LC324 : INTRODUCTION A LA PHYSIQUE ET A LA CHIMIE QUANTIQUES

A l’échelle de l’atome et de la molécule, les phénomènes ne peuvent être compris qu’à l’aide de lathéorie quantique. Ce module en présente les bases physiques et ses principales implications enchimie.

Responsables de l’UE : Physique : Tristan BRIANTLaboratoire Kastler Brossel [email protected]

Chimie : Patrick CHAQUIN Laboratoire de Chimie Théorique

[email protected]

Volumes horaires : 60 h (CM 30h, ED 30h)Nombre de crédits de l’UE : 6 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 1ère période

Thèmes abordésLe cours se divise en deux parties d’égale importance. La première partie est une introduction à lamécanique quantique, où sont énoncés les postulats de la mécanique quantique et abordés lesconcepts d'opérateur, de fonction d'onde, d'oscillateur harmonique quantique, de moment cinétiqueet de particules identiques. La deuxième partie donne un panorama de la physico-chimiemoléculaire quantique : orbitales atomiques, orbitales de petites molécules, méthode de Hückel,utilisation de la symétrie, molécules conjuguées, orbitales frontalières et réactivité, introduction auxspectroscopies moléculaires.

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➪ LP323 : THERMODYNAMIQUE ET PROPRIETES DE LA MATIERE (filière MasterPhysique)

Dans ce cours, en amont des Sciences des Matériaux et de l’Environnement, est abordée l’étudethermodynamique des systèmes complexes, ouverts ou fermés, pouvant comporter plusieursconstituants et/ou plusieurs phases et éventuellement placés dans des champs extérieurs. On yprésente les principes qui gouvernent leurs évolutions et leurs équilibres. L’étude de systèmes hors-équilibre et les phénomènes de transport associés est également abordée.

Responsable de l’UE : Corinne BOURSIER Laboratoire de Physique Moléculaire pour l’Atmosphère et l’[email protected]


Thèmes abordésRappels des premier et second principes de la Thermodynamique. Lien avec les descriptionsmicroscopiques : entropie statistique d’un système isolé, système en contact avec un thermostat –distribution de probabilités de Boltzmann. Évolution des systèmes et leurs équilibres, potentielsthermodynamiques. Le potentiel chimique, équilibre des systèmes hétérogènes sans réactionchimique. Applications du potentiel chimique : transition de phase, mélange de gaz parfaits,systèmes binaires, solutions, systèmes dans des champs extérieurs. Phénomènes de transport,équations-bilan, loi de Fourier, loi de Fick.. Effets thermoélectriques.

OU

➪ LC302 : THERMODYNAMIQUE ET ELECTROCHIMIE (filières IUFM et Master Chimie)

Connaître les différents types d'électrodes et savoir déterminer leur potentiel d'équilibreexpérimentalement et par le calcul ; application aux dosages potentiométriques. Connaître lesgrandeurs qui caractérisent le transport dans les électrolytes et savoir interpréter les courbes detitrage conductimétrique- savoir tracer et interpréter un diagramme potentiel-pH. Savoir tenir uncahier de laboratoire et exposer ses résultats de TP.

Responsable de l’UE : Didier DEVILLIERSLiquides Ioniques et Interfaces chargées,[email protected]

Volumes horaires : 60 h (cours 20 h, TD 20 h, TP 16 h, travail expérimental 4 h)Nombre de crédits de l’UE : 6 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 1ère période

Thèmes abordésNotion de potentiel électrochimique, conditions d'évolution. Propriétés des électrolytes (activité,conductivité, nombre de transport) Les électrodes redox et membranaires, potentiel de Nernst, lespiles. Les diagrammes potentiel-pH; extension aux diagrammes potentiel-pX en milieux nonaqueux ; acido-basicité et échelles d’acidité en milieux non aqueux ; milieux fondus.

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➪ LP333 : PHYSIQUE EXPERIMENTALE (ELECTRONIQUE – MECANIQUE)

Ce module regroupe des enseignements en électronique et en mécanique où le caractèreexpérimental est affirmé.

Responsables de l’UE : Mécanique : Nicole RAKOTOMALALAFAST - Université Paris [email protected]

Électronique : François HUET Laboratoire LISE

[email protected]

Volumes horaires globaux : 90 hNombre de crédits de l’UE : 9 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 1ère période

Thèmes abordésEn électronique (12h cours + 18h TD + 20h TP)- Circuits R-L-C en régimes permanent et sinusoïdal, impédance complexe- Systèmes linéaires commandés, fonction de transfert, diagramme de Bode-Les diodes et leurs applications- Les transistors bipolaires : modes de fonctionnement et applications- Les amplificateurs opérationnels et principales applications- Électronique numérique : circuits intégrés combinatoires (codeur, multiplexeur, comparateur)- Électronique numérique : circuits intégrés séquentiels (bascule, registre, compteur)- Les convertisseurs analogique - numérique et numérique - analogique.- L’électronique au CAPES

En mécanique (24h cours/TD + 16h TP)- Rappels des principes et des théorèmes généraux de la mécanique du point- Éléments de mécanique des fluides- Dynamique des systèmes- Frottements- Couplage

➪ LXIP1 : INSERTION PROFESSIONNELLE

Voir la description dans les UE d’options page 8.

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➪ LP334 : OPTIQUE ET ELECTROMAGNETISME

Cette UE présente la propagation des ondes électromagnétiques dans le vide et les milieux matérielset l’optique physique avec une forte composante expérimentale.

Responsable de l’UE : Bruno PALPANT Institut des Nanosciences de Paris

[email protected]

Volumes horaires : 60 h (23h cours + 22h TD + 16h TP)Nombre de crédits de l’UE : 6 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 2ème période

Thèmes abordésElectromagnétisme dans le vide : équations de Maxwell ; équation de propagation ; structure del’onde plane ; aspects énergétiquesOptique ondulatoire ; fluctuation de la phase ; notion de cohérence temporelle ou spatiale ;interférences lumineuses à deux ondes ou à ondes multiples ; principe de Huygens-Fresnel ;diffraction de FraunhoferOndes électromagnétiques dans la matière : milieux diélectriques, modèle de l’électronélastiquement lié ; dispersion et absorption, vitesse de groupe ; métaux, effet de peau.Réflexion et transmission d’une onde électromagnétique à une interface ; lois de Descartes etrelations de Fresnel. Réflexion totale et onde évanescente.Rayonnement du dipôle oscillant.

➪ LC322 : CHIMIE EXPERIMENTALE AVANCEE

Fournir les outils théoriques et expérimentaux permettant de maîtriser les principales techniquesd’analyse et de synthèse utilisées en chimie.Savoir utiliser les connaissances déjà acquises dans d’autres UE pour les appliquer pratiquementdans les manipulations de chimie générale, chimie organique, chimie inorganique et chimiethéorique.Savoir élaborer un mode opératoire pour répondre à un problème donné.Savoir choisir et utiliser le matériel adéquat pour une analyse donnée.Savoir interpréter un diagramme (pH, conductimétrique, potentiométrique, cinétique …)Savoir exploiter les résultats d’une expérience. Savoir les reporter dans un cahier de laboratoire.Savoir exposer ses résultats de TP.

Responsable de l’UE : Sylvie BARBOUXChimie de la Matière Condensé[email protected]

Volumes horaires: 59 h (ED : 12 h, TP : 46 h30, Projet personnel évalué : 30 min )Nombre de crédits de l’UE : 6 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 2ème période

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Thèmes abordés Chimie Générale : Titrages acido-basiques, potentiométriques (oxydoréduction, étude des piles) etconductimétriques. Migration des ions, conductimétrie, électrolyse. Étude cinétique parspectrophotométrie.Chimie Inorganique : Synthèse et analyse d’un complexe de métal de transition. Étude deshalogènes et de leurs composés.Chimie Organique : Réaction d’oxydation. Catalyse de transfert de phase. Recristallisation.Réaction d’aldolisation. Distillation. Techniques de séparation. Chromatographies.Chimie théorique : Initiation aux outils de la modélisation moléculaire.

➪ LC323 : RELATIONS STRUCTURES – PROPRIETES EN CHIMIE MOLECULAIRE

Dégager les règles permettant de prévoir les propriétés physico-chimiques des molécules à partir deleur structure. Cette UE est en auto-apprentissage sur base de bibliographie et de documentsinternet. Des séances de tutorat en petits groupes sont organisées.

Responsable de l’UE : Jean-François LAMBERTLaboratoire de Réactivité de [email protected]

Volumes horaires : 60 hNombre de crédits de l’UE : 6 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 2ème période

Thèmes abordésPropriétés physiques des assemblages de la chimie*Liaisons intra- et intermoléculaires : La molécule comme assemblage d’atomes : énergies deliaison ; le champ cristallin et la vision orbitalaire ; effets électroniques. *Interactions avec le rayonnement électromagnétique et propriétés magnétiques. Propriétés optiqueset vibrationnelles de composés de la chimie organique et de complexes de métaux de transition(CMT).La molécule en réactionRègles de stabilité, intermédiaires réactionnels ; mécanismes réactionnels en chimie des CMT et enchimie organique (CMT : substitution de ligands et comparaison avec la chimie organique ;réactivité des CMT en oxydoréduction ; chimie organique : la réactivité étudiée par fonctions estréinvestie et étendue au travers de l’étude mécanistique).

➪ LP332 : DU MICROSCOPIQUE AU MACROSCOPIQUE (filière IUFM ou Master Chimie)

« Expliquer du visible compliqué par de l’invisible simple », Jean Perrin, Les Atomes (1913).Donner du sens aux principes quasi-axiomatiques de la thermodynamique macroscopique à partird’une approche microscopique. Réinterpréter des propriétés macroscopiques en termes de processusmoléculaires. Les concepts par l’exemple : l’étude approfondie de modèles statistiques simplespermet de dégager simplement toutes les notions fondamentales et d’en comprendre la significationmacroscopique. Une place particulière sera faite à des exemples issus de la chimie. L’utilisationd’applets Java ou de simulations numériques aidera l’étudiant à « visualiser », « expérimenter » etdévelopper son intuition des phénomènes.

Responsables de l’UE : Nathalie CAPRON (chimie)Laboratoire de Chimie Physique Matière et [email protected]

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Vincent DUPUIS (physique)Laboratoire des Liquides Ioniques et Interfaces Chargé[email protected]

Volumes horaires : 60 h (30 h cours, 30 h TD)Nombre de crédits de l’UE : 6 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 2nd période

Thèmes abordés- Description statistique d’un système de particules. État macroscopique et micro-états classiques etquantiques.- Système isolé : états accessibles ; principe d’équiprobabilité des micro-états ; entropie ; évolutionvers l’équilibre et fluctuations ; second principe.- Systèmes en interaction thermique : condition d’équilibre ; température statistique ; entropie etchaleur dans les processus réversibles et irréversibles.- Source de chaleur idéale : le thermostat. Facteur de Boltzmann. Théorème d’équipartition.- Systèmes fermés en interaction généralisée : conditions d’équilibre ; les potentielsthermodynamiques et l’évolution vers l’équilibre.- Systèmes ouverts : le potentiel chimique. Application aux propriétés colligatives des solutions etaux réactions chimiques.- Introduction à la théorie cinétique des phénomènes de transport. Libre parcours moyen. Diffusionde matière, de chaleur, de quantité de mouvement, de charges. Équation de diffusion.- Évolution des systèmes chimiques : des chocs moléculaires aux équations bilans. Théoried’Eyring. Échelles de temps. Contrôle cinétique, contrôle thermodynamique.

OU

➪ LP336 : PHYSIQUE QUANTIQUE ET NUMERIQUE (filière Master Physique)

Ce module fournit les notions complémentaires indispensables en Physique et en Mathématiqueaux étudiants désirant poursuivre leur cursus dans le cadre des Mastères Recherche etProfessionnels en Physique

Responsable de l’UE : Alice SINATRALaboratoire Kastler Brossel - École Normale Supé[email protected]

Volumes horaires : 60 h (20h cours, 20h TD, 20h TP, soutien maths 12h)Nombre de crédits de l’UE : 6 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 2ème période

Thèmes abordés En Physique Quantique- Retour sur la structure formelle de la mécanique quantique- Atome d’hydrogène et hydrogénoïde- Oscillateur harmonique- Principe de Pauli- Perturbations stationnairesEn Physique Numérique- Introduction : pourquoi la physique numérique ?- Un langage de programmation scientifique- Recherche de zéros d’une fonction

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- Suites et séries, calcul numérique d’intégrales- Algèbre linéaire, systèmes d’équations linéaires, problèmes aux valeurs propres- Systèmes d’équations différentielles ordinaires.En Mathématiques (soutien exclusivement)- Fonction de la variable complexe- Théorème des résidus

➪ LP335 : MEDIATION SCIENTIFIQUE (filière IUFM)

Ce module a pour objectif de former à la médiation scientifique les étudiants désirant préparer lesconcours de l’enseignement.Les étudiants, en binômes, sont encadrés par les enseignants de P6 et les professionnels de lamédiation scientifique du Palais de la Découverte et de la Cité des Sciences et de l’Industrie.

Responsable de l’UE : Marie-Anne HERVE Du PENHOAT Institut des Nanosciences de Paris

[email protected]

Volumes horaires : 60 hNombre de crédits de l’UE : 6 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 2ème période

Thèmes abordés (60h de travail par binôme)Conception et construction d’un exposé à la manière du Palais de la découverte (un thème parbinôme).Recherches bibliographique, iconographique et multimédia encadrées par le personnel de labibliothèque inter-universitaire de Jussieu.Mise au point d’expériences, utilisation de documents multimédia, …Présentation de l’exposé devant le public du Palais de la découverte.Rédaction d’un rapport.

OU

➪ LP399 : PROJET EXPERIMENTAL (filière Master Physique) : CONSULTER LEPROGRAMME DANS PARCOURS PF

OU

➪ LC327/LP380 : STAGE EN LABORATOIRE (filière Master Chimie ou Master physique)

Ce stage est envisagé sous l’angle de la découverte des métiers et de la contextualisation desconnaissances scolaires. Il a également pour objectifs d’initier les étudiants au travail du chercheurcomme la production scientifique, la valorisation des résultats et la diffusion des résultats et del’information scientifique.

Responsable de l’UE : Cécile ROUXLaboratoire de Chimie de la Matière Condensée,[email protected]

Volumes horaires : ED 4h + 4 semaines minimum de stageNombre de crédits de l’UE : 6 ECTSSemestre où l’enseignement est proposé : 2nd semestre de L3

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Thèmes abordésDécouverte du fonctionnement d’un laboratoire de recherche. Identification des différentesfonctions. Élaboration d’un organigramme fonctionnel.Apprentissage de la tenue d’un cahier de laboratoire comme celui préconisé dans le cadre del’adoption de la charte de la propriété intellectuelle par les établissements publics d’enseignementssupérieurs et de recherche.Rédaction d’un court rapport (3 pages) en anglais comportant l’organigramme, la présentation del’objectif du stage (la question scientifique), un résultat/discussion (une figure commentée, une étapede synthèse,…) et un protocole expérimental au format d’un article.Réalisation et présentation d’un poster devant le groupe.Bilan des compétences. Il s’agira en particulier d’évaluer les compétences révélées, manquantes,acquises,… Ce bilan sera effectué en collaboration avec l’Insertion Professionnelle.

OU

➪ LP380 : STAGE EN MILIEU SCOLAIRE (filière IUFM) à 6 ECTS

Responsable de l’UE : Édouard KIERLIKLaboratoire de Physique Théorique de la Matière Condensée,[email protected]

Voir description dans la rubrique stage (page 6)

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Le parcours « Physique appliquée aux Sciences de la Vieet de la Planète (PSVP) »

Contacts : Responsable : Pascale BOURUET-AUBERTOT

[email protected] : Nicolas SANDEAU [email protected]étariat : Christine DE DIEULEVEULT [email protected]éléphone : 01 44 27 59 54, couloir 56/66, Étage 1, porte 110

Le parcours Physique pour les sciences de la vie et de la planète a pour but de donner unesolide formation en physique à des étudiants qui sont attirés par les applications de cette discipline auxsciences de la Vie, de la Terre, de l’environnement,… Son organisation pédagogique est très originale.D’une part un accent très important est mis sur la formation expérimentale des étudiants : desexpériences sont présentées pendant les cours et un grand nombre de travaux pratiques sont organisés.Cours, travaux dirigés et travaux pratiques sont étroitement imbriqués au sein de chaque Unitéd’Enseignement. Par ailleurs, un suivi en petits groupes (25% des heures d’enseignement) aide lesétudiants dans leur travail personnel (préparation d’exercices) et dans la préparation de projetspersonnels (expériences, exposés, dossiers).

Site de vie : http://www.edu.upmc.fr/physique/licence/psvp/

Recrutement :Au niveau L3, le parcours PSVP accueille non seulement des étudiants qui ont suivi un L2 (ou

équivalent) à dominante physique ou sciences de la matière mais aussi ceux titulaires d’un L2scientifique pluridisciplinaire type sciences de la vie ou de la Terre, et qui sont fortement motivés pourse réorienter dans une formation de physique. Il s’agit aussi des étudiants de classes préparatoiresBCPST (biologie, chimie, physique et sciences de la Terre).

Débouchés spécifiques :Outre les débouchés communs à tous les parcours, l'originalité de ce parcours ouvre aux

étudiants plus spécialement les métiers aux « frontières » ou « aux interfaces » entre la physique etd'autres disciplines scientifiques telles que biologie, médecine, géophysique, climatologie, sciences del’environnement qui sont représentés à l’UPMC notamment dans le master mention SDUEE. Cettepluridisciplinarité se rencontre dans beaucoup de métiers de l’industrie et est en plein développementcomme l’illustre ces quelques exemples choisis :

• détermination des structures et fonctions de macromolécules d’intérêt biologique,• modélisation moléculaire en bioinformatique et en biophysique,• analyse de la structure interne de la Terre à partir des ondes sismiques,• modélisation du climat de la Terre et des autres planètes,• gestion de sites industriels,• instrumentation pour l'imagerie biologique et médicale…

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Statistiques, Informatique et Modélisation LP341 (6 ECTS) Introduction au monde quantique LP345 (6 ECTS)

Mesures physiques LP342 (6 ECTS) Lumière et couleurs : phénomènes électromagnétiqueset milieux condensés LP346 (3 ECTS)

Lumière et couleurs en optique LP343 (6 ECTS) Phénomènes de transport et dynamique des milieuxcontinus LP347 (9 ECTS)

États de la matière et thermo. à l’équilibre LP344 (6 ECTS) Stage de découverte LP370 (3 ECTS) 4

Éléments de mathématiques pour la physique LM301 (3 ECTS) Options (9 ECTS)



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➪ LP341 : STATISTIQUES, INFORMATIQUE et MODELISATION

Première partie: statistiques.Les statistiques constituent un outil universellement utilisé dans le domaine scientifique, mais aussidans des domaines aussi variés que la production industrielle, la politique ou le marketing. Ladémonstration de l'existence d'un phénomène ou d'une loi physique, la mesure d'une grandeurquelconque, l'évaluation des risques aussi bien que l'essentiel des informations qui nous parviennentsont de nature statistique. Quelles que soient leurs activités professionnelles futures, les étudiantsseront confrontés à cette réalité de façon passive ou critique (voire active) selon leur formation. Ceconstat justifie un enseignement spécifique, dans le cadre d'une formation générale scientifiqueapprofondie.Seconde partie: informatique et modélisation.L'objectif de cet enseignement est de fournir les bases méthodologiques génériques nécessaires à larésolution d'un problème de physique par le biais d'une modélisation faisant appel à l'outilinformatique. Le terme modélisation est entendu ici au sens large, puisqu'il peut s'agir aussi bien demodéliser des données expérimentales que de modéliser des systèmes physiques, soit par unemodélisation mathématique impliquant une résolution numérique, soit par une modélisationpurement informatique.

Responsable de l’UE : Sabine BOTTIN-ROUSSEAU Institut des Nanosciences de Paris [email protected]

Volumes horaires: CM : 16 h, TD : 24 h (dont 10 h de suivi et projets), TP : 20 h dont 16 h surmachineNombre de crédits de l’UE : 6 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 1ère période

Thèmes abordés· Statistiques descriptives· Théorie des probabilités, variables aléatoires· Principales lois : binomiale, Poisson, Gaussienne, chi2, Student· Loi des grands nombres et théorème de la limite centrale· Statistique inférentielle : estimation statistique, intervalle de confiance· Description de données, analyse chi2 de la description, analyse chi2 de l'indépendance,régression linéaire· Simulation numérique, générateurs de nombres pseudo-aléatoires· Algorithmique et programmation sous Scilab· Résolution numérique des équations différentielles ordinaires· Résolution de systèmes linéaires, méthode des moindres carrés· Simulation Monte-Carlo de systèmes physiques

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➪ LP342 : MESURES PHYSIQUES

La mesure physique nécessite la maîtrise de l'instrumentation et de l'analyse des données, celle-ciconduisant ensuite à la modélisation du système physique. Cette UE fournit les bases techniques,mathématiques et informatiques nécessaires pour réaliser l'ensemble du processus.

Responsable de l’UE : Maria [email protected]

Volumes horaires : CM : 12 h, TD : 24 h (dont 10 h de suivi et projets), TP info : 12 h, TP : 12 hNombre de crédits de l’UE : 6 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 1ère période

b) Thèmes abordésL'oscillateur harmonique comme modèle pour des nombreux systèmes physiques. Ondes etoscillateurs. Résonance. Sollicitation et réponse d'un système physique. Les éléments d'une chaînede mesure. Bases d'électronique : Dipôles électriques. Lois de Kirchhoff. Circuits en régimeharmonique. Diagrammes de Bode. Régimes transitoires et permanents. Équations différentielleslinéaires. Série de Fourier. Notion de spectre. Transformées de Fourier et Laplace : Définitions,propriétés, utilisation. Introduction des principales distributions.Systèmes linéaires simples : Fonction de transfert et réponse impulsionnelle. Opérateur deconvolution. Réponse d'un système linéaire en régime quelconque : résolution des équationsdifférentielle par transformée de Laplace. Échantillonnage et quantification. Théorème de Shannon.Analyse spectrale par FFT. Signaux aléatoires : Propriétés statistiques, stationnarité et ergodicité.Spectre des signaux aléatoires. Fonction de corrélation. Filtrage.

➪ LP343 : LUMIERE ET COULEURS EN OPTIQUE

A partir d’un thème central : “ Les couleurs ”, on passe en revue quelques questions fondamentales surla nature et les “ propriétés ” de la lumière et sur les différences entre les corps transparents,réfléchissants et opaques..

Responsable de l’UE : Nicolas SANDEAUSite Génopôle à [email protected]

Volumes horaires : CM : 16 h, TD : 28 h (dont 12 h de suivi et projets), TP : 16 hNombre de crédits de l’UE : 6 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 1ère période

Thèmes abordésLes équations de Maxwell et leurs conséquences : la lumière est une onde électromagnétique.Corps transparents, opaques, réfléchissants ; conditions de continuité aux interfaces entre milieuxtransparents Dispersion d'indice et couleurs par réfraction.Interférences et couleurs par interférences dans les lames minces.Diffraction à l’infini : objets diffractants, fentes, réseaux et analyse des couleurs.

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➪ LP344 : ETATS DE LA MATIERE ET THERMODYNAMIQUE A L’EQUILIBRE

Cette UE fournit les outils thermodynamiques de base pour comprendre l'organisation de la matièreet son comportement macroscopique. On mettra notamment l'accent sur l'interprétationmicroscopique (forces intermoléculaires) des états de la matière et sur les changements d'états.

Responsable de l’UE : Édouard KIERLIK Laboratoire de Physique Théorique de la Matière Condensée [email protected]

Volumes horaires : CM : 16 h, TD : 28 h (dont 12 h de suivi et projets), TP inf : 8 h, TP : 8 hNombre de crédits de l’UE : 6 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 1ère période

Thèmes abordésIntroduction à la physique statistique : Le gaz parfait, Description statistique, distribution deBotzmann.États de la matière : Les forces inter-moléculaires, Les gaz réels et les liquides, L'état solide et latransition solide-liquide.Approche thermodynamique de la matière : Rappels de thermodynamique, Conditions d’équilibred’un système à plusieurs composantsChangements de phase du corps pur : description macroscopique, chaleur latenteSystèmes binaires : Règle des phases, Équilibre liquide-vapeur, Équilibre solide-liquide.

➪ LM301 : ELEMENTS DE MATHEMATIQUES POUR LA PHYSIQUE

Le but principal de l'UE est d'augmenter la maîtrise des formalismes et des techniques de calcul queles participant(e)s rencontreront couramment, à ce stade de leurs études en physique, sciences de lavie et de la planète. La méthode est de progresser suivant une démarche inductive, dans le cadre detravaux dirigés suscitant des rappels de cours.

Responsable de l’UE : Patrick BOISSEInstitut d’Astrophysique de [email protected]


Thèmes abordésCalcul algébrique, vecteurs, trigonométrie, nombres complexes, matrices, dérivation, étude defonctions, primitives et intégrales, fonctions à plusieurs variables, développements limités et calculd'incertitudes, équations différentielles

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➪ LP345 : INTRODUCTION AU MONDE QUANTIQUE

L’objectif est de donner quelques éléments permettant d’apprendre à “penser quantique” en évitantd’avoir à maîtriser un formalisme mathématique trop lourd. Partant de phénomènes physiques ouchimiques simples pour lesquels la mécanique classique ne fournit pas d’explication, on introduit laquantique en insistant sur les concepts de base : constante de Planck, état quantique, amplitude deprobabilité, loi d’évolution de ces amplitudes.

Responsable de l’UE : Jean-Louis CANTINInstitut des Nanosciences de [email protected]

Volumes horaires : CM : 14 h, TD : 26 h (dont 10 h de suivi et projets), TP info : 4 h, TP : 16 hNombre de crédits de l’UE : 6 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 1ère période

Thèmes abordésLes origines : rayonnement du corps noir, effet photoélectrique, diffraction des électrons.Principes fondamentaux : relations de de Broglie, principe d'incertitude de Heisenberg, principed'exclusion de Pauli.Formalisme de la mécanique quantique : grandeurs physiques et leurs opérateurs, fonction d'onde etéquation de Schrödinger.Systèmes simples : particule dans un champ, puits de potentiel, oscillateur harmonique, atomed'hydrogène.Méthodes principales : méthode variationnelle, méthode de perturbation.

➪ LP346 : LUMIERE ET COULEURS : PHENOMENES ELECTROMAGNETIQUES ETMILIEUX CONDENSES

La couleur du monde qui nous entoure est due en général à l'interaction de la lumière (ondeélectromagnétique) avec les milieux qu'elle rencontre. Cette interaction se situe au niveaumoléculaire mais peut le plus souvent être décrite par une modélisation macroscopique du milieu.On étudiera la propagation d’une onde lumineuse dans différents milieux : milieux anisotropes,milieux diffusants…Responsable de l’UE : Nicolas SANDEAU

Site Génopôle à [email protected]

Volumes horaires : CM : 8 h, TD : 14 h (dont 6 h de suivi et projets), TP : 8 hNombre de crédits de l’UE : 3 ECTSSemestre où l’enseignement est proposé : 2ème semestre de L3

Thèmes abordésPropriétés des milieux diélectriques et magnétiques. Équations de Maxwell dans les milieuxmatériels. Optique des milieux anisotropes. Couleurs par diffusion

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➪ LP347 : PHENOMENES DE TRANSPORT ET DYNAMIQUE DES MILIEUX CONTINUS L'objectif de cette UE est principalement d'introduire les éléments de base pour l'étude ducomportement des gaz, liquides et des matériaux à l'échelle macroscopique, où leur structureatomique peut être négligée. Une modélisation microscopique élémentaire est présentée. L'accentest mis sur les lois de conservation ainsi que la manipulation des équations aux dérivées partielles, ycompris leur résolution numérique. Une large part est réservée aux applications en biologie etenvironnement.

Responsable de l’UE : Philippe MARCQPhysicochimie, Institut [email protected]

Volumes horaires: CM : 24 h, TD : 42 h (dont 18 h de suivi et projets), TP info : 8 h, TP : 16 hNombre de crédits de l’UE : 9 ECTSPériode où l’enseignement est proposé : 2ème période

Thèmes abordésPhénoménologie des phénomènes de transport Phénomènes de diffusion : théorie cinétiqueélémentaire, mouvement brownien. Rayonnement et transfert radiatif Résolution numérique deséquations aux dérivées partielles Propriétés des liquides : viscosité, capillarité Bases del'hydrodynamique : équations de Navier-StokesÉcoulements potentiels, ondes de surface. Propriétés des solides, équations de l'élasticité

Version du 17 mai 2009.

Documents

Mention « Physique » de la licence de Sciences et ...€¦ · • Le parcours PC Physique et Chimie • Le parcours PSVP Physique pour les Sciences de la Vie et de la Planète