| BIR1210 | Physique générale (II) |
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[60h+60h]2q
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Enseignant(s) :
René Prieels
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 Objectifs
Faire découvrir à l'étudiant les divers phénomènes électriques et magnétiques dépendant du temps, montrer la cohésion de leur interprétation aux travers des équations de Maxwell et faire percevoir le lien avec les ondes électromagnétiques et mécaniques. La physique moderne complète le tableau de cette unification par la description des phénomènes ondulatoires et quantiques. La physique relativiste et nucléaire achève ce survol de la physique moderne. Cette vue unificatrice de la physique, au travers de nombreux phénomènes différents, devrait aiguiser curiosité et audace chez les étudiants: aptitudes propices au second cycle et à leur carrière professionnelle.
Objectifs
To make the students discover the different electric and magnetic time varying phenomena. To show the cohesion of their interpretation through the Maxwell equations and to make percievable the link with the electromagnetic and mecanic waves. The modern physics completes the picture of this unification by the description of the undulatory and quantic phenomena. The relative and nuclear physics concludes this survey of modern physics. This unification view of physics, through numerous different phenomena, should sharpen the students' curiosity and audacity, which are aptitudes propicious to the second cycle and to their professional carriers.
Cahier des charges
L'induction électromagnétique, la loi de Faraday, les circuits à courant alternatif et les équations de Maxwell, les ondes, l'optique physique (réflexion, réfraction, diffraction, interférence et leurs applications), les bases de la thermodynamique, les bases de la mécanique quantique et ondulatoire, les notions de physique nucléaire.
Cahier des charges
Induced electromagnetics - Faraday's Law - Alternating current circuits and Maxwell's equations - Waves - Optic physics (reflexion, refraction, diffraction, interference and their applications) - Thermodynamic's foundations - The basis of quantic and ondulatory mecanics - Notions of nuclear physics.
Résumé
Les phénomènes magnétiques et électriques induits dépendants du temps dans différents montages et circuits. Expliquer et savoir se servir des 4 équations de Maxwell et de ses solutions, les ondes progressives. Calculer la puissance d'une onde électromagnétique et son atténuation avec la distance (dB). Calculer les grandeurs relatives aux interférences des ondes mécaniques. Situer des objets et images dans des montages optiques simples. Lois de la réflexion, réfraction, diffraction et leurs conséquences dans les phénomènes journaliers et la polarisation des OEM. Fonctionnement des antennes directionnelles. Les concepts de temps, de distance d'énergie, de masse, attachés à la relativité restreinte. Distribution énergétique de Boltzmann. Principes de la thermodynamique, l'entropie et l'enthalpie. Les états discrets dans la matière confinée. Matérialisation des ondes électromagnétiques et le caractère ondulatoire des particules. Calcule de la longueur d'onde d'une particule en mouvement. Notion de probabilité de présence d'une particule dans un atome ou un noyau. Description qualitative à l'aide des solutions de l'équation de Schrödinger. Description de la carte des noyaux dans un diagramme (Z,N) et les différents processus de désintégration. Calcule des masses et bilan des énergies dans les processus de fission et de fusion. Evaluation des taux de radioactivité en fonction du temps à l'occasion de calculs de datation ou d'activation. Techniques de base et rôle des divers constituants dans les réacteurs nucléaires conventionnels.
Résumé
These lectures aim the discovery of electric and magnetic time varying phenomena. After experimentation of the induction processes, time dependant terms of the electric and magnetic field must be included in the corresponding laws; the Maxwell equations. These latter are used to explain the electromagnetic waves (EMW). Reflection and refraction of those EMW are demonstrated with their polarization properties. Geometric optics is centered around lenses and mirrors. Interference between waves is illustrated with sound and light waves. Standing waves and confined objects are associated. Diffraction and interference of EMW are presented through slits and gratings. Modern physics starts with the relativity concepts of distance and time. The relativistic Doppler effect for EMW and the mass-energy relationship are explained. The black body radiation is discussed and the Planck constant is introduced. The energy distribution is confronted with the classic Boltzmann one. Energy transfer is evaluated in thermodynamic processes. Energy transfer and the light particle behavior are shown through the photoelectric effect. The wave behavior of particles in mouvement is also demonstrated. The need of a concept of probability through the square of the so-called wave function is expressed and is introduced through the Schrödinger equation. All these modern physics concepts are present in nuclear physics, which are presented in the last lectures (mass-energy relationship, states, decay and lifetime, reactors, research, prospective).
Autres informations du cahier des charges
Pré-requis : PHYS 1100 'Physique générale I'
Evaluation : Examen écrit
Divers : Cours théorique avec animations et expériences en grand auditoire, suivi de séances d'exercices et d'expériences réalisées par les étidiants.
Autres informations du cahier des charges
Precursory courses : PHYS 1100 'Physique générale I'
Evaluation : Written examination
Miscellaneous : Theoretic lectures with animations and experiences in auditorium, followed by periods of exercises and experiences realized by the students.
Le cours BIR1210 est mentionné dans les programmes suivants :
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BIR1
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Candidature bio-ingénieur
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Valeurs ECTS de l'activité
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BIR12
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Deuxième année du programme conduisant au grade de candidat bio-ingénieur
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(9 ECTS)
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Obligatoire
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Valeur ECTS par défaut
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(9 ECTS)
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