Préambule : cet enseignement comprend deux parties de poids égaux. La partie consacrée à la physique relativiste est faite sous forme d'enseignement intégré en appui sur des TICE encadrées. La partie portant sur la physique microscopique est prévue sous la forme traditionnelle de Cours et TD.
Relativité Restreinte :
Introduction Espace et temps classiques - Référentiel d'inertie - Nature de la lumière - c est une constante : expériences -Transformation de Lorentz Expression de la transformation de Lorentz - Démonstration - Espace et temps relativistes Définition opérationnelle de la mesure - Transformation d'une durée et dilatation du temps - Transformation d'une longueur et contraction des longueurs - Univers de Minkowski Espace-temps à 4 dimentions - Intervalle relativiste et cône de lumière : passé, futur, ailleurs - Notion de quadrivecteur - Conservation de la norme - Exemple de quadrivecteur : le quadrivecteur d'onde ; - Dynamique relativiste Quadrivecteur vitesse - Quadrivecteur accélération - Principe fondamental de la dynamique relativiste - Quadrivecteur énergie-impulsion - Collisions élastique et inélastique- Désintégrations - Energie de masse et réaction nucléaire - Particule chargée dans un champ électromagnétique.
Eléments de Physique Microscopique :
Introduction à la physique statistiqueThéorie cinétique des gaz, distribution des vitesses de Maxwell puis de Maxwell-Boltzmann. Théorème de l’équipartition de l’énergie.
La révolution des quantale spectre du corps noir, la capacité thermique des solides, l’effet photoélectrique, l'effet Compton, la dualité onde-corpuscule
Les modèles atomiquesDalton, Thomson, Rutherford, Bohr.
Introduction à la mécanique quantiqueFonction d’onde. Expérience des fentes d’Young, avec des photons, des électrons, des fullerènes, diffraction électronique.
Fonction d’onde et densité de probabilité de Max Born. Paquet d’ondes et réduction du paquet d’ondes. Principe d’incertitude d’Heisenberg.
Equation de Schrödinger.
Système à une dimension (potentiels carrés) : effet tunnel, puit de potentiel infini etc
