Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Page 1 PLAN DU COURS DE PHYSIQUE ONDES, OPTIQUE ET PHYSIQUE MODERNE Objectif OO

Page 1 PLAN DU COURS DE PHYSIQUE ONDES, OPTIQUE ET PHYSIQUE MODERNE Objectif OOUT Analyser différentes situations et phénomènes physiques reliés aux ondes, à l'optique et à la physique moderne à partir de principes fondamentaux DÉPARTEMENT DE PHYSIQUE TITRE DU COURS : Ondes, optique et physique moderne NUMÉRO DU COURS : 203-NYC-05 PRÉREQUIS : 203-NYA 201-NYA et 201-NYB PONDÉRATION : 3 - 2 - 3 SESSION : HIVER 2010 PROFESSEUR : PIERRE NOËL DE TILLY Bureau : 10.58 Téléphone : (514) 982-3437 poste 7652 Courriel : pnoel@cvm.qc.ca Site Internet : http://www.cvm.qc.ca/pnoel Plan de cours Ondes, optique et physique moderne Physique NYC Page 2 PHYSIQUE NYC ONDES, OPTIQUE ET PHYSIQUE MODERNE PRÉSENTATION DU COURS Le cours de physique « Ondes, optique et physique moderne » NYC est le troisième d'une série de trois (NYA-NYB-NYC) qui assurent une formation scientifique de base aux élèves se destinant aux études universitaires à caractère scientifique. OBJECTIFS DU COURS Les macrocompétences A- CONNAISSANCES ET HABILETÉS 1. Raisonner avec rigueur. 2. Situer le contexte d'émergence et de développement des concepts scientifiques. 3. Établir des liens entre la science, la technologie et l'évolution de la société. 4. Traiter de situations nouvelles à partir de ses acquis. B- TECHNIQUES DE TRAITEMENT D'INFORMATION ET DE COMMUNICATION 1. Communiquer de façon claire et précise. C- APTITUDES PERSONNELLES À DÉVELOPPER 1. Apprendre de façon autonome. 2. Travailler en équipe. 3. Développer des attitudes propres au travail scientifique. Énoncé de la compétence à atteindre Analyser différentes situations et phénomènes physiques reliés aux ondes, à l'optique et à la physique moderne à partir de principes fondamentaux. Par l'acquisition de connaissances de base en physique, ce cours a pour objectif principal de développer chez l'étudiant une pensée scientifique rigoureuse en l'initiant à l'étude de la nature et du comportement de la lumière à l'aide des phénomènes ondulatoires, de l'optique géométrique et de l'optique physique et en lui présentant les principaux aspects de la physique moderne. Plan de cours Ondes, optique et physique moderne Physique NYC Page 3 Les éléments de compétence a) Appliquer les principes de base de la physique à la description des vibrations, des ondes et de leur propagation. b) Appliquer les lois de l'optique géométrique. c) Appliquer les caractéristiques des ondes aux phénomènes lumineux. d) Analyser quelques situations à partir des notions de la physique moderne. e) Vérifier expérimentalement quelques lois et principes reliés aux ondes, à l'optique et à la physique moderne. Contexte de réalisation a) À partir de situations théoriques : - à l'occasion de résolution de problèmes en classe avec le professeur - individuellement en résolvant des problèmes à la maison. b) À partir de situations expérimentales - au laboratoire, en équipe - à l'aide d'un protocole expérimental, d'une documentation scientifique - à l'occasion de la rédaction d'un rapport de laboratoire. Critères de performance - Utilisation appropriée des concepts, des lois et des principes. - Schématisation adéquate des situations physiques. - Représentation graphique et mathématique adaptée à la nature des phénomènes. - Justification des étapes retenues pour l'analyse des situations. - Application rigoureuse des principaux modèles. - Jugement critique des résultats. - Interprétation des limites des modèles. - Expérimentation minutieuse. - Rédaction de rapports de laboratoire selon les normes établies. Cadre général L'atteinte de l'objectif nécessite la compréhension des caractéristiques de divers phénomènes vibratoires, ondulatoires et de quelques aspects de la physique moderne. Les situations d'apprentissage contribueront à l'intégration des objectifs précédents en physique. On présentera des applications techniques tirées de contextes de la vie courante et de la technologie. On situera les grandes étapes du développement des divers modèles dans leur contexte historique. L'étudiant(e) devra utiliser une calculatrice scientifique, l'ordinateur (Excel, Word et des simulations appropriées) et d'autres instruments appropriés. Au laboratoire, on laissera graduellement à l'étudiant la responsabilité des étapes de la démarche scientifique. Plan de cours Ondes, optique et physique moderne Physique NYC Page 4 CONTENU Le contenu est basé sur les chapitres suivants de Physique III, Optique et Physique moderne, de Harris Benson, 3e édition, ERPI.* Ces sections sont facultatives; le professeur précisera leur emploi en cours de route. 1- LES OSCILLATIONS 1.1 L'oscillation harmonique simple 1.2 Le système bloc-ressort 1.3 L'énergie dans un mouvement harmonique simple 1.4 Les pendules 1.5 La résonance *Sujet connexe : Autant en emporte le vent : l'effondrement du pont de Tacoma Narrows 2- LES ONDES MÉCANIQUES 2.1 Les caractéristiques des ondes 2.2 La superposition d'ondes 2.3 La vitesse d'une impulsion sur une corde 2.4 La réflexion et la transmission 2.5 Les ondes progressives 2.6 Les ondes sinusoïdales progressives 2.7 Les ondes stationnaires 2.8 Les ondes stationnaires résonnantes sur une corde 2.9 *L'équation d'ondes 2.10 La propagation de l'énergie sur une corde 2.11 *La vitesse de propagation des ondes le long d’une corde 3- LE SON 3.1 La nature des ondes sonores 3.2 Les ondes sonores stationnaires résonnantes 3.3 L'effet Doppler 3.4 L'interférence dans le temps; les battements 3.5 L'intensité du son 4- RÉFLEXION ET RÉFRACTION DE LA LUMIÈRE 4.1 Le spectre électromagnétique 4.2 L'optique géométrique 4.3 La réflexion 4.4 La réfraction 4.5 La réflexion totale interne 4.6 Le prisme et la dispersion 4.7 Les images formées par un miroir plan 4.8 Les miroirs sphériques *Aperçu historique : L'expérience du prisme de Newton *Sujet connexe : L'arc-en-ciel Plan de cours Ondes, optique et physique moderne Physique NYC Page 5 5- LES LENTILLES ET LES INSTRUMENTS D'OPTIQUE 5.1 *Les dioptres sphériques 5.2 *La formule des opticiens 5.3 Les propriétés des lentilles 5.4 *Le grossissement 5.5 *La loupe 5.6 Le microscope composé 5.7 Le télescope 5.8 L'œil *Aperçu historique : L'évolution des télescopes * Sujet connexe : Les lentilles cornéennes 6- L'OPTIQUE PHYSIQUE (I) 6.1 L'interférence 6.2 La diffraction 6.3 L'expérience de Young 6.4 L'intensité lumineuse dans l'expérience de Young 6.5 Les pellicules minces 6.6 L’interféromètre de Michelson *Aperçu historique : Les deux théories de la lumière 7- L'OPTIQUE PHYSIQUE (II) 7.1 La diffraction de Fraunhofer et la diffraction de Fresnel 7.2 La diffraction produite par une fente simple 7.3 Le critère de Rayleigh 7.4 Les réseaux 7.5 Les fentes multiples 7.6 *L’intensité de la figure de diffraction produite par une fente simple 7.7 *Le pouvoir de résolution d’un réseau 7.9 La polarisation *Sujet connexe : L'holographie 8- LA RELATIVITÉ RESTREINTE 8.1 L'hypothèse de l'éther 8.2 L'expérience de Michelson-Morley 8.3 La covariance 8.4 Les deux postulats d'Einstein 8.5 Définitions 8.6 *La relativité de la simultanéité 8.7 La dilatation du temps 8.8 La contraction des longueurs 8.9 *L'effet Doppler en relativité 8.10 *Le paradoxe des jumeaux 8.11 *La transformation de Lorentz 8.12 *L'addition des vitesses 8.13 La quantité de mouvement et l'énergie 8.14 *La relativité et l’électromagnétisme 8.15 *La formulation de la transformation de Lorentz 8.16 *Le paradoxe de la perche et de la grange Plan de cours Ondes, optique et physique moderne Physique NYC Page 6 9- LES DÉBUTS DE LA THÉORIE QUANTIQUE 9.1 Le rayonnement du corps noir 9.2 L'effet photo-électrique 9.3 L'effet Compton 9.4 Le spectre de raies 9.5 Les modèles atomiques 9.6 Le modèle de Bohr 9.7 La dualité onde-particule de la lumière *Sujet connexe : Les lasers 10- LA MÉCANIQUE ONDULATOIRE 10.1 Les ondes de de Broglie 10.2 La diffraction des électrons 10.3 L'équation d'onde de Schrödinger 10.4 La fonction d'onde 10.5 Applications de la mécanique ondulatoire 10.6 Le principe d'incertitude de Heisenberg 10.7 La dualité onde-particule *Sujet connexe : Les microscopes électroniques EXERCICES ET PROBLÈMES Chaque chapitre contient, en plus de la théorie, des aperçus historiques et des sujets connexes : des EXEMPLES : inclus dans le texte, ils sont généralement importants. Ils servent souvent de modèle pour la résolution des EXERCICES ET PROBLÈMES DE FIN DE CHAPITRE; des questions de RÉVISION (R) : questions faciles dont les réponses peuvent facilement être trouvées dans le texte. des QUESTIONS (Q) : à la fin de chaque chapitre, elles constituent un moyen de vérifier la compréhension profonde après une deuxième lecture. Les réponses à ces questions peuvent être obtenues verbalement du professeur, soit en classe ou à son bureau; des EXERCICES et des PROBLÈMES de fin de chapitre : la résolution de ces exercices et problèmes constitue l'essentiel du cours; les questions des tests seront fortement inspirées par ceux-ci. Les réponses aux EXERCICES ET PROBLÈMES DE FIN DE CHAPITRE impairs apparaissent à la fin du livre. Les réponses aux EXERCICES ET PROBLÈMES DE FIN DE CHAPITRE pairs suggérés accompagnent le CALENDRIER DES ACTIVITÉS (voir plus bas). Un CALENDRIER DES ACTIVITÉS sera fourni au début de la session. Vous devrez répondre aux questions et faire les exemples, exercices et problèmes du manuel suggérés dans ce CALENDRIER DES ACTIVITÉS en plus de ceux déjà Plan de cours Ondes, optique et physique moderne Physique NYC Page 7 faits en classe. Cela devrait vous assurer une maîtrise suffisante des notions vues dans le chapitre et l'acquisition des compétences exigées dans ce cours. Il y a plusieurs exercices qui se ressemblent; si vous avez besoin de plus de pratique, rien ne vous empêche de faire des exercices autres que ceux qui apparaissent au calendrier. C'est à vous, individuellement, de choisir, selon vos exigences et uploads/Sante/ pc-nych10 1 .pdf