Acquis d'apprentissage

Au terme de son apprentissage, l'étudiant sera capable de comprendre les notions de base et concepts liés :

  • à l'optique
  • à la radioactivité
  • à la physique moderne, dans une version très simplifiée

L'étudiant sera amené à comprendre la matière en profondeur, au-delà donc de la simple connaissance de lois et concepts.

Objectifs

L’unité d’enseignement a pour objectifs :

  • de donner un socle de connaissances solide en physique, dans les domaines liés à l'optique, à la radioactivité et à la physique moderne.
  • de mettre en évidence les liens étroits existant entre ces domaines de la physique et les autres sciences.

L'étudiant sera amené à comprendre la matière en profondeur, au-delà donc de la simple connaissance de lois et concepts.

Contenu

Ce cours de physique se base sur des observations, desquelles on tire des enseignements, des raisonnements rigoureux et la déduction de lois physiques. Ces lois sont ensuite appliquées à l’explication de phénomènes liés à la vie courante ou liés à la nature.

Table des matières

OPTIQUE

Chapitre 1 : La lumière

  • La lumière 
  • Le spectre électromagnétique et les sources de lumière
  • La couleur 

Chapitre 2 : Les milieux optiques et la lumière

  • Les milieux optiques 
  • La réflexion 
  • La réfraction 
  • La dispersion
  • La réflexion totale 
  • Les milieux optiques et la polarisation 

Chapitre 3 : Les instruments d’optique.

  • Introduction et concepts 
  • Miroirs et réflexion 
  • Lentilles et réfraction 
  • L’oeil et ses défauts 
  • Instruments

Chapitre 4 : Les propriétés ondulatoires de la lumière - Optique physique.

  • L’expérience des fentes de Young
  • Réseaux de diffraction
  • La diffraction
  • Films minces et interférences

Chapitre 5 : Propriétés corpusculaires de la lumière - Dualité.

  • L’effet photoélectrique
  • Le photon
  • Propriétés ondulatoires de la matière


PHYSIQUE NUCLEAIRE

Chapitre 6 : Physique nucléaire : notions de base.

  • Mise en contexte historique 
  • Constitution de la matière 
  • Caractéristiques du noyau 
  • Échelles de grandeur
  • Isotopes et radioactivité 

Chapitre 7 : Lois et principes physiques.

  • Unités d’énergie et nucléaire 
  • Equivalence masse-énergie
  • Force nucléaire
  • Niveaux d’énergie
  • Défaut de masse
  • L’énergie de liaison et son exploitation
  • Stabilité du noyau

Chapitre 8 : La radioactivité et le temps.

  • Radioactivité naturelle et réactions nucléaires
  • Loi de décroissance radioactive
  • Activité radioactive d’une source
  • Réactions en chaine

Chapitre 9 : Nature des rayonnements.

  • Émissions radioactives
  • Lois de conservation
  • Rayonnement alpha
  • Rayonnement beta
  • Rayonnement gamma
  • Capture électronique et Rayonnement X / Auger
  • Quelles radiations ?
  • Emission de rayons X

Chapitre 10 : Interactions des rayonnements avec la matière.

  • Les interactions
  • Rôle de l’ionisation
  • Interactions alpha / matière
  • Interactions beta / matière
  • Interactions gamma / matière
  • Interactions neutron / matière
  • Interactions produits de fission / matière
  • Résumé des interactions radiations / matière
  • Effets des radiations sur la santé
  • Dosimétrie (introduction)

Chapitre 11 : Applications de la radioactivité à la datation.

  • La datation au carbone 14
  • La géochronologie

Méthodes d'enseignement

Cours théorique


  • Le cours sera donné sous forme de cours magistral (diaporama et tableau). Les slides présentées seront disponibles au préalable.
  • L'étudiant(e) est invité(e) à poser toutes ses questions au professeur, soit à l'intercours, soit via le Teams du cours.

Accompagnement des étudiants


  • Des outils d'évaluation formative seront mis à disposition des étudiants.
  • L'encadrement des étudiants sera complété par des sessions de questions/réponses sur Teams.

Séances TD


  • Les séances d'exercices, encadrées par des assistants, sont organisées par petits groupes, ce qui permet à l'étudiant d'appliquer les différents concepts théoriques.

Toutes ces dispositions seront expliquées le moment venu.

Méthode d'évaluation

  • Un examen écrit portant sur la théorie et sur les exercices (TD) est organisé en session.
  • Les modalités seront expliquées au cours.
  • Composition de la note finale :
    • 3/4 pour la théorie
    • 1/4 pour les TD

Sources, références et supports éventuels

  • Tous les documents et renseignements relatifs au cours sont diffusés sur webcampus. 
  • Syllabus, slides.
  • L’étudiant(e) est tenu de vérifier régulièrement les canaux de diffusion liés au cours :
    * Teams est utilisé pour les activités interactives (informations, questions/réponses, messages importants, etc.)
    * Webcampus est utilisé pour le dépôt de documents (slides, vidéos, TD, etc.)

     

Langue d'enseignement

Français