La filière Sciences de la matière Physique semestre 2 : smpc: s2

OBJECTIFS DE LA FORMATION :

 La filière Sciences de la matière Physique a pour objectif d’assurer une formation de base pluridisciplinaire en Physique, Chimie, Mathématiques et informatique avec un profil de Physique qui se dégage dans les deux derniers semestres du cycle.

CONDITIONS D’ACCES :

Baccalauréat Scientifique ou équivalent.

DEBOUCHES :

Elle offre un large éventail de possibilités aux lauréats pour poursuivre des études fondamentales ou se réorienter vers d’autres filières à caractère professionnel. Le contenu du programme permet également l’intégration, sur concours ou étude de dossiers, de certains instituts et écoles d’ingénieurs. Les licenciés pourront également, après sélection, poursuivre des études supérieures en master puis doctorat.

les matières :

Module : Electrostatique et Electrocinétique (Cours : 21H, TD:21H) :

 Partie 1 : Electrostatique 

 Chapitre I: Charges électriques -loi de Coulomb 
 Chapitre II : Champ électrostatique- potentiel électrostatique 
- Théorème de Gauss- Conducteurs électriques en équilibre – Phénomène d’influenceEtude des condensateurs - Energie électrostatique- Energie d’un conducteur- Energie de systèmes de conducteurs - Energie des condensateurs

 Partie 2: Electrocinétique 

Chapitre I: Courant électrique- densité de courant - conductivité, mobilité et résistivité d’un conducteur - loi d’Ohm microscopique - résistance électrique -Loi d’ohm - générateurs et récepteurs 

Chapitre II: - Etude des réseaux électriques : loi de Pouillet - Lois de Kirchhoff- théorème de Thévenin - théorème de Norton - théorème de superposition - Transformation étoile triangle. 

Module  : Optique géométrique (Cours : 21H, TD :21H) :

Notions fondamentales de l’optique géométrique (postulats, indice d’un milieu, rayon lumineux, espace objet, espace image, principe de Fermat, lois de Snell-Descartes, stigmatisme, approximation de Gauss). 

•  Miroirs et Dioptres (plans et sphériques, prisme). 
•  Fibres optiques. 
•  Systèmes centrés (éléments cardinaux, lentilles, …).
•  Associations des systèmes centrés. 
•  Etudes de quelques instruments d'optique (lunette astronomique, télescope, loupe, microscope….). 

 Module  : Liaisons chimiques (Cours : 21H, TD :21H) 

 I- Liaison covalente Lewis et règle de l’octet
 II- Théorie des orbitales moléculaires (Approximation LCAO) 
i. Molécule diatomique mono électronique H2 +
ii. Molécule diatomique di électronique H2 
iii. Molécule diatomique poly électronique de type A2 (avec et sans interaction s-p) 
iv. Molécule diatomique poly électronique de type AB 
v. Molécule poly atomique AXn 

•  - Théorie de l’hybridation - Hybridations sp sp2 et sp3
•  - Théorie de la répulsion des paires électroniques des couches de valence (V.S.E.P.R.)
•  - Règle de GILLESPIE 
•  - Autres types d’hybridation 

III- Liaison ionique 

i. Rayon ionique (méthode de Pauling) 
ii. Théorie de la liaison ionique 
iii. Energie de la liaison ionique 
iv. Energie réticulaire d'un cristal ionique 
v. Détermination expérimentale de l’énergie réticulaire par le cycle de BORN-HABER (Cycle thermochimique)

 IV- Liaison métallique

 i. les structures métalliques 
ii. le modèle des charges positives dans un nuage d’électron

 V- Liaisons intermoléculaires (liaisons physiques)

 i. Liaisons de Van Der Waals 

• - Force d’orientation (Keesom) 
• - Force d’induction (Debye) 
• - Force de dispersion (London) 

ii. Liaison hydrogène  

Module : Chimie des solutions (Cours : 21H,TD:21H) :

I - LES REACTIONS ACIDO-BASIQUES 

• Equilibres acido-basiques en milieu aqueux : Couples acide-base :- Acides et bases selon Bronsted - Effet nivelant ou différenciant d’un solvant 

• Relations quantitatives : pH d’une solution aqueuse d’un acide (base) fort(e)- pH d’une solution aqueuse d’un acide (base) faible- pH d’une solution aqueuse d’un sel- pH d’une solution d’ampholyte- pH d’une solution tampon- pH d’un mélange de deux acides 

• Titrage acido-basique 

II- LES REACTIONS DE COMPLEXATION 

•  Généralités et définitions :- Complexe- Constante de Stabilité ou de formation- Constante de dissociation 
•  Complexes Successifs : - Constantes de dissociation partielles et globales- Constantes de formation conditionnelles ou apparente 
•  Domaine de prédominance 
•  Prévision Qualitative des réactions- Cas d’un seul atome central (1 cation) et plusieurs ligandsCas d’un ligand et de deux cations 

III- LES REACTIONS DE PRECIPITATION 

•  Définition- Exemples de calcul de Ks et de S.
•  Précipitation- Conditions thermodynamiques de précipitation- Composition d’une solution après précipitation - Effet de l’ion Commun- Effet d’un agent complexant- Effet du pH 

IV- LES REACTIONS D’OXYDO-REDUCTION

•   Généralités - Définitions 
•   Réactions électrochimiques 
•   Conditions standard- Potentiel zéro 
•   Les piles électrochimiques : Pile Daniell- Polarité des électrodes- Loi de faraday - Électrolyse 

•  Prévision des Réactions d’Oxydoréduction- Prévision quantitative : Relation entre la force électromotrice et la constante d’équilibre
•  Potentiel apparent : Potentiel d’oxydoréduction et pH- Potentiel d’oxydoréduction et réaction de précipitation- Potentiel d’oxydoréduction et réaction de complexassions. 

Module : Analyse2 (Cours : 21H, TD :21H) :

1- Les séries Séries numériques, séries entières, série trigonométriques et série de Fourier, critères de convergence, rayon de convergence. 

2- Calcul intégral Notion d’intégrale, calcul des primitives, intégration par partie, intégration par changement de variables, intégration des fractions rationnelles, intégral dépendant d’un paramètre. 

3- Intégrale généralisée Intégrale généralisée, critères de convergence.

 4- Equations différentielles Equations différentielles linéaire du 1er ordre, équations différentielles du 2ème ordre

 5- Elément de calcul différentiel Fonctions à plusieurs variables, dérivées partielles du 1er ordre, dérivées partielles d’ordre supérieur, fonction de classe C1 , extremum, plan tangent à une surface dans R 3 

6- Intégrales doubles Intégrale double d’une fonction continue bornée, propriétés de l’intégrale double, formules de Fubini, changement de variables, extension aux intégrales triples. 

7- Suites et séries de fonctions Suites de fonctions, série de fonctions, critères de convergence, série entières, rayon de convergence, dérivation, intégration, fonctions analytiques. 

Module  : Algèbre 2 (Cours : 21H, TD :21H) :

 1- Espaces vectoriels Famille libre, famille génératrice, rang d’une famille de vecteurs, sous espaces engendrés, somme de deux sous espaces, intersection de deux sous espaces, 

2- Applications linéaires et endomorphismes Applications linéaires, noyau d’une application linéaire, rang d’une application linéaire, isomorphismes, formes linéaires et hyperplans, homothéties vectorielle, projections vectorielle, symétries vectorielle. 

3- Calcul matriciel Matrice d’une application linéaire, somme, produit, transposition, rang d’une matrice, matrices inversibles 

4- Déterminants Déterminant d’une base, déterminant d’un endomorphisme, formules de Cramer,

5- Changement de base Matrice de passage

6- Diagonalisation et trigonalisation Polynôme caractéristique, valeurs propres et vecteurs propres, diagonalisation et trigonalisation 

7- Application aux systèmes linéaires

Module : Langue et Terminologie :

I Contenu en phase d’élaboration par la sous commission langue de la commission MT issue de la CPU.