La filière Sciences de la matière Physique semestre 4 : smp: s4

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 : Electronique de Base (Cours: 18, TD:18; TP: 10) :

- Eléments de physique des semi- conducteurs 

- Diodes et applications 

- Caractéristiques, linéarisation et schémas équivalents 

- Analyse de circuits à diodes 

- Diodes spéciales 

- Applications : limiteur, redresseur, élévateur de tension, stabilisation 

- Les transistors bipolaires et les transistors à effet de champ en régime statique et dynamique. 

•  Structure et fonctionnement
•  Caractéristiques

- Filtre passifs : diagramme de Bode de différents filtres 

- Circuits de polarisation 

- Travaux pratiques 

Module : Optique physique (Cours: 18, TD:18; TP: 10) :

- Chapitre1:Généralités sur les ondes électromagnétiques (surface d’onde, longueur d’onde, onde progressive plane monochromatique,). 

- Chapitre 2: Interférences de deux ondes lumineuses (conditions d’interférences lumineuses, intensité résultante, interférences par division du front d’onde (trous d’Young, miroirs de Fresnel, bi-prisme de Fresnel, bi-lentilles de Billet), interférences par division d’amplitude (lame à faces parallèles, lame coin, dispositif de Newton)). 

- Chapitre 3: Systèmes interférentiels (interféromètre de Michelson, interféromètre Pérot Fabry...). 

- Chapitre 4:Diffraction par des fentes (principe de Huygens-Fresnel, diffraction par une ouverture rectangulaire, diffraction par une et deux fentes, diffraction par des réseaux en transmission et en réflexion.)

- Chapitre 5: Polarisation de la lumière: les différents états de polarisation, les lames biréfringences, les lames quart d'onde et demi onde, effet d'une lame biréfringente sur une lumière polarisée. 

- Travaux pratiques 

Module : Electricité 3 ( Cours:18; TD:18; TP:10) :

- Etudes des milieux : 

•  Milieux diélectriques, 
•  Milieux magnétiques 

- Propagation des ondes électromagnétiques dans les milieux non magnétiques 

- Energie électromagnétique : 

•  Puissance fournie aux charges par le champ électromagnétique,
•  Loi de conservation de l'énergie,
•  Exemples, Energie d'un système de courants 

- Ondes guidées :

•   Ondes électromagnétiques au voisinage d'un conducteur,
•   Réflexion métallique d'une onde électromagnétique, 
•  Propagation guidée dans le câble coaxial et entre plans conducteurs, Guide d'onde 

- Travaux pratiques

Module : Mécanique quantique 1 (Cours: 21; TD/TP:25) :

- Introduction : 

•  Dualité Ondes corpuscules ; Corps noir ; Effets photoélectrique et Compton ; Principe d'indétermination d'Heisenberg ; Grandeur de mesure en mécanique quantique

 - Puits de potentiels et systèmes quantiques :

•   -Equation de Schrödinger ; Barrière de Potentiel ; Puits de Potentiel ; 

- Outils mathématiques : 

•  -Espace des fonctions d'ondes d'une particule ; Espace des états. Notations de Dirac ; Représentation dans l’espace des états ; Equation aux valeurs propres, observables ; Ensemble Complet d'Observables Commutables 

- Les postulats de la mécanique quantique :

•   Introduction ; Enoncé des postulats ; Interprétation physique des postulats sur les observables et leur mesure ; Principe de superposition et prévisions physiques ; Oscillateur harmonique quantique à une dimension 

Module  : Cristallographie et cristallochimie (Cours : 18H, TD : 18H, TP : 12H)  :

 I- Cristallographie géométrique 

- Notions de mailles 

- Rangées, plans, Indices de Miller 

- Réseaux de Bravais 

- réseau réciproque 

- symétries d’orientation et de position 

- les 32 classes cristallines et les groupes espaces 

- Introduction à la diffraction X (loi de Bragg). 

II- Cristallochimie I 

- Empilements 

- Empilements compacts (cubique faces centrées, hexagonal compact) 

- Empilements semi-compacts 

- Structures ioniques 

- Structures ioniques de type MX(CsCl, NaCl,.) 

- Structures de type MX2 : fluorine CaF2 et antifluorine, rutile TiO2…. 

- structure en couche : type CdCl2, CdI2. 

Travaux pratiques : 

- Structure des cristaux covalents 

- La symétrie cristalline (quatorze réseaux de Bravais) 

- Modèles métalliques 

- Modèles ioniques

Module : Informatique (Cours 18, TD 9, TP 15h)Programmation C++ :

- Introduction L'environnement de programmation "code blocks" Structure d’un programme C++ L'affichage. Lire le clavier et afficher à l'écran. Déclaration et affectation des objets Les instructions de base Les fichiers Les tableaux Les fonctions Paramètres des fonctions par référence La surcharge des fonctions. Les pointeurs Création d'une classe Graphisme Ecrire des données en binaires sur un fichier 

- TD : Résolution numérique de problèmes simples mathématiques et physiques et leur implémentation en C++ 

- TP : Saisie, compilation & exécution des programmes C++, sur des exemples physiques