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 Objectifs
Aborder les matériaux à partir des principes physiques fondamentaux, c'est à dire à partir de la mécanique quantique. L'accent est mis sur les propriétés métalliques.
Cahier des charges
1. Le point de vue phénoménologique (Symétrie et thermodynamique)
- Symétrie et tenseurs : Propriétés physiques anisotropes - Invariance et symétrie des tenseurs - Symétrie cristalline - Dilatation thermique (exemple de propriété de couplage)
- Diélectriques polaires : Introduction - Diélectriques parfaits - Pyroélectricité - Ferroélectricité - Quelques applications techniques des matériaux polaires
- Piézoélectricité : Introduction - Elasticité - Tenseur de piézoélectricité - Le quartz
- Thermodynamique cristalline générale : Préliminaires - Diagrammes d'interaction - Thermodyna- mique du comportement thermoélastique - Thermodynamique des propriétés thermiques, élastiques et électriques couplées - Conditions expérimentales
- Transport et champ magnétique
2. Physique quantique
Origines expérimentales - Fonction d'onde, vitesse de groupe - Equation de Schrödinger - Opérateurs, commutation ... - Bosons et fermions
3. Physique statistique
- Introduction : L'objet macroscopique - Rappels de mécanique classique - Rappels de thermodyna- mique - Déterminisme, expérience et probabilité
- Eléments de physique statistique : Espace de phase et points représentatifs d'un système - Probabilité temporelle - Ensembles. Postulat d'équiprobabilité des états microscopiques - Ensemble microcanonique et théorème de Liouville - Ensemble microcanonique et distribution de Boltzmann - Equipartition de l'énergie - Concepts quantiques et physique statistique
- Ensemble canonique et distribution de Gibbs : Interaction thermique - Distribution de Gibbs - Fonc- tions de partition - Paramètre b
- Gaz quantiques : Particules discernables et indiscernables - Approximation des statistiques quantiques. Interprétation microscopique - Paramètre a - Translation - Rotation et vibration - Condensation de Bose-Einstein
- Formulation statistique des fonctions thermodynamiques : Fonctions relatives au premier principe - au second principe - Formulation en statistique exacte
Résumé
Le cours doit introduire le concept de propriété anisotrope en relation avec la symétrie cristalline et la thermodynamique. L'aspect phénoménologique doit être complété par une approche statistique.
Le cours MAPR2110 est mentionné dans les programmes suivants :
MATR2 Ingénieur civil en sciences des matériaux
MECA2 Ingénieur civil mécanicien
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