Onde, optique et physique moderne

LBIR1221  2019-2020  Louvain-la-Neuve

Onde, optique et physique moderne
5.0 crédits
30.0 h + 30.0 h
2q

Enseignants
Langue
d'enseignement
Français
Préalables

Cours de physique LBIR1120 et LBIR1121 et cours de mathématiques LBIR1110, LMAT1111E/LBIR1111 et LBIR1210.

Le(s) prérequis de cette Unité d’enseignement (UE) sont précisés à la fin de cette fiche, en regard des programmes/formations qui proposent cette UE.
Thèmes abordés

Ce cours vise à aborder des notions d'ondes et d'optique ainsi que des concepts de physique moderne en vue de leur utilisation dans le domaine de la bioingénierie au sens large.  Les thèmes suivants sont abordés dans la partie dédiée aux ondes et à l'optique : ondes mécaniques, ondes électromagnétiques, optique géométrique et optique physique. La partie dédiée à la physique moderne permettra une introduction à la physique quantique et à la physique nucléaire.

Acquis
d'apprentissage

AA : Au terme du cours LBIR1221, l'étudiant sera capable de :

·      Résoudre des exercices simples concernant les phénomènes ondulatoires (ondes mécaniques, interférences, ondes stationnaires, polarisation, réflexion, réfraction, diffraction) et la physique moderne.

·      Manipuler des outils mathématiques avancés de la physique générale (analyse vectorielle, fonctions à plusieurs variables).

·      Observer quantitativement des phénomènes physiques à l'aide d'instruments de mesure.

·      Mobiliser des savoirs de différentes branches de la physique afin de résoudre des problèmes complexes abordés en séances d'exercices.

·      Interpréter aux travers des équations de Maxwell les divers phénomènes électriques et magnétiques dépendants du temps.

·      Dessiner en optique géométrique des problèmes de miroirs et de lentilles.

·      Expliquer les notions théoriques de base de la physique moderne.

·      Transposer les concepts théoriques de la physique à des problèmes concrets ayant trait au domaine de la bioingénierie.

Les acquis d'apprentissage de l'activité contribuent au référentiel de compétences du programme pour les points suivants : 1.1, 1.5, 3.2, 3.5, 3.7, 4.2

La contribution de cette UE au développement et à la maîtrise des compétences et acquis du (des) programme(s) est accessible à la fin de cette fiche, dans la partie « Programmes/formations proposant cette unité d’enseignement (UE) ».

Contenu

Partie 1 :  Ondes mécaniques

  1.  Généralités sur les ondes mécaniques
  2. Le cas particulier des ondes sonores

Partie 2 : Optique géométrique et optique physique

  1. Optique géométrique, réflexion et réfraction
  2. Optique géométrique, lentilles et instruments d'optique
  3. Ondes électromagnétiques
  4. Optique physique, polarisation et interférences 1D
  5. Optique physique, Diffraction et réseaux

Partie 3 : Physique moderne

  1. Introduction à la relativité restreinte
  2. Introduction à la physique quantique
  3. Physique nucléaire, Notions de Radioactivité
Méthodes d'enseignement

- Cours ex-cathedra avec animations et expériences en grand auditoire
- Séances d'exercices en groupes réduits
- Séances de laboratoires dirigées
- Analyse critique de vidéos (incluant des fake news), d'articles de presses ou d'articles de vulgarisation via la plateforme en ligne Moodle.

Modes d'évaluation
des acquis des étudiants

- Examen écrit : Exercices simples, exercices complexes intégrateurs, critique d'un article court de presse écrite ou de vulgarisation scientifique, développements théoriques ou historiques, description de dispositifs expérimentaux.

- Laboratoires : Evaluation continue par un rapport de laboratoire à remettre à la fin de chaque séance.

Autres infos

Le cours ne fait appel à aucun support particulier qui serait payant et jugé obligatoire. Les ouvrages payants recommandés le sont à titre indicatif.

Ressources
en ligne

Cours en ligne sur Icampus

  • Diapositives présentées lors du cours ex-cathedra en format pdf
  • Exercices abordés lors des séances
  • Descriptif des laboratoires
  • Formulaire intégré au questionaire de l'examen écrit

En ligne sur Youtube

  • Vidéos de présentation de certains laboratoires
Bibliographie

Physique - Volume 3 : Ondes, optique et physique moderne, Harris Benson, Editions de Boeck

Faculté ou entité
en charge


Programmes / formations proposant cette unité d'enseignement (UE)

Intitulé du programme
Sigle
Crédits
Prérequis
Acquis
d'apprentissage
Bachelier en sciences de l'ingénieur, orientation bioingénieur