Physique statistique et quantique

A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de :

Contribution du cours au référentiel du programme

Eu égard au référentiel de compétences du programme de Bachelier en Sciences de l'Ingénieur, orientation Ingénieur civil, ce cours contribue au développement et à l'acquisition des acquis d'apprentissage suivants :

• AA 1.1 : Appliquer les concepts, lois, raisonnements à une problématique disciplinaire de complexité cadrée.

Acquis d'apprentissage spécifiques au cours

À l'issue de ce cours, l¿étudiant sera en mesure :

1. D'expliquer les postulats et équations de base de la MQ non-relativiste y compris la théorie de la mesure
2. D'appliquer la MQ au traitement de différents systèmes simples
3. De calculer les valeurs moyennes d'observables simples pour des fonctions d'ondes à un électron, leurs fluctuations, de vérifier la relation d'incertitude de Heisenberg, et de construire la représentation matricielle d'un opérateur.
4. De construire un diagramme d'orbitale moléculaire pour une molécule spécifique simple, et d'en déduire les caractéristiques physiques de la molécule (ordre de la liaison, spin total).
5. D'expliquer les principes de base de la physique statistique
6. De calculer les propriétés thermodynamiquesd'un gaz parfait, et d'utiliser la statistique de Maxwell-Boltzmann
7. De mettre en oeuvre les formalismes microcanoniques (p.ex. étudier la chaleur spécifique de réseau - modèle d'Einstein), canonique (modèle de Debye), et grand-canoniques (dérivation des statistiques de Fermi-Dirac et Bose-Einstein).
8. De pouvoir prévoir le comportement de systèmes en fonction de la température (chaleur spécifique, énergie interne, nombre moyen de particules, superfluidité, supraconductivité, ¿), en utilisant les différents ensembles statistiques.