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B208 PHYSIQUE 3

En pratique

  • Cette unité d'enseignement (UE) articule 2 activités d'apprentissage :
    • ONDES LUMINEUSES ET PHYSIQUE MODERNE
    • LABORATOIRE DE PHYSIQUE MODERNE
  • En 2023-2024, elle s'organise au premier quadrimestre et couvre 3 crédits (ECTS).
  • L'enseignement est principalement centralisé dans le campus : Gramme
  • Cette UE est remédiable d'une session à l'autre
  • Modalités d'enseignement
    • Auditoire
    • Travaux pratiques dans un local équipé spécifiquement

Activité d’apprentissage

Les finalités de l'UE

Etudier le spectre des ondes électromagnétiques, avec un approfondissement particulier de la lumière visible. Et étudier quelques éléments de base de la physique moderne.

Ce cours permettra aux étudiants de discerner tous les types d'ondes électromagnétiques et d'aborder des techniques utilisant la lumière, les rayons X ou la physique nucléaire.

 

Les contenus de l'UE

Le cours comprend les thèmes ci-dessous. Chaque élément de théorie vu au cours est illustré par des applications technologiques.

  • Lumière visible: lois de réflexion-réfraction, optique géométrique, optique ondulatoire.
  • Ondes électromagnétiques: histoire de leur découverte via les équations de Maxwell, étude du spectre entier avec les spécificités de chaque domaine (radio, micro-ondes, chaleur, lumière, UV, RX et rayons gamma). 
  • Introduction à la physique moderne: relativité restreinte, théorie photonique, bases de la physique nucléaire.

Au laboratoire, les étudiants réaliseront des expériences d'optique et de physique moderne: mesure d'indices de réfraction de différents matériaux, utilisation de lentilles et miroirs, mesures d'interférences lumineuses, comparaison des rendements de différents types d'ampoules, mesure du rapport charge/masse des électrons, cellule photoélectrique. 

 

Les acquis d'apprentissage visés par l'UE

  1. Décrire la réflexion et la réfraction de la lumière visible et expliquer le fonctionnement des lentilles, miroirs et instruments d'optique.
  2. Analyser les phénomènes d'interférence observés avec de la lumière visible.
  3. Etablir les équations de Maxwell et décrire les ondes électromagnétiques. Discerner les ondes de tout le spectre s'étalant des ondes radio aux rayons X et gamma.
  4. Avec E = m c2, calculer la vitesse d'une particule relativiste ou l'énergie libérée dans une réaction nucléaire.
  5. Analyser les résultats expérimentaux qui ont jeté les bases de la théore photonique (et de la physique quantique).
  6. Décrire et comparer les différents modes d'interaction entre les rayonnements (visible, UV, RX et gamma) et la matière.
  7. Discerner les noyaux stables et instables et décrire les trois types de radioactivité (alpha, beta, gamma).
  8. Comprendre les concepts de période radioactive, activité d'une source et dose.
  9. Au laboratoire, exercer son esprit d'observation et son esprit critique, comprendre les phénomènes mesurés et calculer les incertitudes à l'aide du calcul différentiel.

 

Les méthodes d'enseignement-apprentissage

Au cours les phénomènes sont étudiés et illustrés par des applications technologiques. Du temps est également consacré à la résolution d'exercices.

Le laboratoire commence quand la matière concernant les expériences à réaliser aura été vue au cours. Les étudiants travaillent en équipes de deux, et rédigent un rapport pour chaque expérience.

Engagement attendu de la part de l'étudiant.e

Une participation assidue au cours est vivement recommandée afin de comprendre en profondeur les concepts étudiés.

Le syllabus reprend toute la matière vue, mais de nombreux petits fichiers ou vidéos sur E-learning fournissent des explications supplémentaires sur des thèmes bien précis du cours. Il est conseillé de les consulter.

Il est indispensable de préparer soigneusement les laboratoires: comprendre les phénomènes qui seront observés et préparer les calculs d'erreur.

Examen sur le cours

Cette épreuve présente des modalités similaires pour toutes les sessions. Elle est organisée durant la session. Il s'agit d'un examen. Cette épreuve est individuelle. Concrètement, l'épreuve repose sur une formulation écrite. L'épreuve repose sur des réponses longues. Elle se déroule à cours fermé. La correction de cette épreuve est assurée par validation d'un.e enseignant.e.

Evaluation du laboratoire

Cette épreuve présente des modalités similaires pour toutes les sessions. Elle est organisée de manière continue. Il s'agit d'un travail. Cette épreuve est en équipe de travail. Concrètement, l'épreuve repose sur une formulation écrite. L'épreuve repose sur des formulations personnelles. Elle se déroule à cours ouvert. La correction de cette épreuve est assurée par validation d'un.e enseignant.e.

Règles de l’UE

Comment la note globale de l’UE est-elle déterminée ?

Explication de la pondération des différentes épreuves

L'étudiant obtient deux notes: la note de laboratoire durant l'année (NL) et la note de l'examen en session (NE).

La note globale est une moyenne pondérée: note globale = 0,80 NE + 0 ,20  NL

Si la note de laboratoire est en échec en première session, l'étudiant repasse un examen écrit sur le laboratoire en seconde session.

Quelles sont les informations administratives de cette UE ?