À propos de ce cours
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Niveau intermédiaire

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Heures pour terminer

Approx. 30 heures pour terminer

Recommandé : 8 semaines d'étude, 4 à 5 heures/semaine...
Langues disponibles

Français

Sous-titres : Français
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Programme du cours : ce que vous apprendrez dans ce cours

Semaine
1
Heures pour terminer
2 heures pour terminer

Dualité onde-corpuscule

Dans le cadre d'une approche historique, ce chapitre vous permettra de découvrir les difficultés auxquelles la physique classique s'est trouvée confrontée au début du vingtième siècle. C'est la naissance de la théorie des quanta, avec la dualité onde-corpuscule et les interférences entre ondes de matière. Les exercices (ou travaux dirigés) vous permettront de revoir les notions de probabilités qui vous seront utiles dans la suite du cours....
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7 videos (Total 60 min), 3 lectures, 1 quiz
Video7 vidéos
1.2 Des premiers quanta aux ondes de matière10 min
1.3 Comment tester l'hypothèse de De Broglie8 min
Introduction aux travaux dirigés3 min
Probabilités : rappels12 min
TD 1.1 - Probabilités7 min
TD 1.2 (*) - Processus de Markov9 min
Reading3 lectures
Introduction10 min
TD 1.1 - Probabilités (sujet)30 min
TD 1.2 (*) - Processus de Markov (sujet)30 min
Quiz1 exercices pour s'entraîner
Quiz n°18 min
Semaine
2
Heures pour terminer
2 heures pour terminer

La fonction d'onde

Ce chapitre introduit la notion de fonction d'onde. En suivant la démarche suivie initalement par Schrödinger, vous pourrez découvrir l'équation de Schrödinger pour une particule libre qui régit l'évolution de la fonction d'onde au cours du temps. Les travaux dirigés vous permettront de manipuler la fonction d'onde dans le cas d'interférences d'ondes de matière....
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5 videos (Total 56 min), 2 lectures, 1 quiz
Video5 vidéos
2.2 L'équation de Schrödinger (particule libre)14 min
2.3 Applications des ondes de de Broglie7 min
TD 2.1 - Interférences d'ondes de De Broglie13 min
TD 2.2 - Expérience d'interférences10 min
Reading2 lectures
TD 2.1 - Interférences d'ondes de De Broglie - Sujet30 min
TD 2.2 - Expérience d'interférences - Sujet30 min
Quiz1 exercices pour s'entraîner
Quiz n°28 min
Semaine
3
Heures pour terminer
2 heures pour terminer

Transformée de Fourier et diffraction

Ce chapitre introduit une notion mathématique d'une grande utilité en physique, à savoir la transformation de Fourier. Son domaine d'application dépasse très largement la seule mécanique quantique, comme vous pourrez vous en rendre compte avec les expériences d'optique qui vous seront présentées. Les travaux dirigés vous permettront de manipuler les propriétés de la transformée de Fourier, avec notamment la démonstration de la relation d'incertitude de Heisenberg....
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7 videos (Total 66 min), 3 lectures, 1 quiz
Video7 vidéos
3.2 Propriétés de la transformation de Fourier5 min
3.3 De Huygens à Fresnel11 min
3.4 Holographie synthétique12 min
TD 3.1- Transformée de Fourier17 min
TD 3.2 - Transformée de Fourier d'une Gaussienne4 min
TD 3.3 - Relation d'incertitude4 min
Reading3 lectures
TD 3.1- Transformée de Fourier - Sujet30 min
TD 3.2 - Transformée de Fourier d'une Gaussienne - Sujet20 min
TD 3.3 - Relation d'incertitude - Sujet20 min
Quiz1 exercices pour s'entraîner
Quiz n°38 min
Semaine
4
Heures pour terminer
2 heures pour terminer

De l'impulsion à l'hamiltonien

Ce chapitre nous permettra de manipuler les opérateurs position et impulsion, ce qui nous conduira à introduire l'équation de Schrödinger dans le cas général où l'énergie potentielle de la particule sera prise en compte. Lors des travaux dirigés, vous pourrez découvrir comment se propage un paquet d'ondes en l'absence d'énergie potentielle. Nous aborderons également le problème de la stabilité de la matière, qui est incompréhensible dans le cadre de la physique classique....
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6 videos (Total 44 min), 3 lectures, 1 quiz
Video6 vidéos
4.2 Distribution en impulsion d'une particule quantique7 min
4.3 Equation de Schrödinger dans le cas général7 min
TD 4.1 - Paquet d'ondes libre8 min
TD 4.2 - Mesure de temps de vol5 min
TD 4.3 (*) - Stabilité de la matière10 min
Reading3 lectures
TD 4.1 - Paquet d'ondes libre - Sujet30 min
TD 4.2 - Mesure de temps de vol - Sujet20 min
TD 4.3 (*) - Stabilité de la matière - Sujet30 min
Quiz1 exercices pour s'entraîner
Quiz n°48 min

Enseignants

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Jean Dalibard

Professeur
Collège de France
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Philippe Grangier

Professeur à l'Ecole polytechnique, Directeur de recherche au CNRS
Physique
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Manuel Joffre

DR CNRS et Professeur associé à l'Ecole polytechnique
Département de Physique
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Mathieu de Naurois

DR CNRS et Professeur associé
Département de Physique

À propos de École Polytechnique

L’École polytechnique associe recherche, enseignement et innovation au meilleur niveau scientifique et technologique mondial pour répondre aux défis du XXIe siècle. En tête des écoles d’ingénieur françaises depuis plus de 200 ans, sa formation promeut une culture d’excellence scientifique pluridisciplinaire, ouverte dans une forte tradition humaniste. ...

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