Des particules à l'atome

Des particules à l'atome

  • ECTS

    2 crédits

  • Composante

    Collège Sciences et Technologies pour l’Energie et l’Environnement (STEE)

  • Volume horaire

    19,5h

Description

Partie 1, l’hypothèse atomique : les premières idées de l’atome ; premiers modèles de l’atome ; le noyau ; particules élémentaires.

Partie 2, introduction historique à la MQ : effet photoélectrique ; hypothèses de de Broglie ; diffraction des électrons ; spectre d’émission de l’hydrogène.

Partie 3, les bases de la MQ : signification physique de l’onde associée à une particule en mouvement ; construction de la fonction d’onde de matière associée à une particule en mouvement ; les opérateurs associés aux grandeurs physiques ; propriétés des opérateurs ; le principe d’incertitude d’Heisenberg ; l’équation de Schrödinger.

Partie 4, l’atome d’hydrogène en MQ : équation de Schrödinger pour l’atome d’hydrogène ; recherche des solutions radiales ; les solution complètes ; le spin de l’électron ; les solutions pour les hydrogénoïdes.

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Objectifs

À la fin de cette UE, vous serez capable de :

  • Comprendre l’évolution historique de l’atome de matière et de la classification des particules élémentaires constitutives de la matière.
  • Par application des éléments de base de la Mécanique Quantique (MQ) vous pourrez calculer les valeurs moyennes de certaines grandeurs physiques (position, vitesse, énergie) pour des systèmes physiques quantiques (électrons dans des conducteurs, particules dans des puits de potentiel, etc…).
  • Vous serez capable aussi de retrouver et d’utiliser les orbitales de l’atome d’hydrogène.
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Heures d'enseignement

  • Des particules à l'atome - CMCours Magistral9h
  • Des particules à l'atome - TDTravaux Dirigés10,5h

Pré-requis obligatoires

L1 Physique-Chimie (Architecture de la matière, Optique Géométrique, Mécanique du Point, Thermodynamique, Physique expérimentale, Mathématiques. 

L2 Physique-Chimie (Physique des Ondes, Physique expérimentale).

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Contrôle des connaissances

Session unique : 100% Contrôle Continu Intégral.

L’évaluation continue intégrale se base sur un ensemble d’évaluations sous des formes et des modalités diverses : comptes-rendus écrits, oraux, travaux pratiques…

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Compétences acquises

Compétences

Niveau d'acquisition

Analyser en se reposant sur un socle de connaissances scientifiquesMobiliser les concepts mathématiques dans les domaines physico-chimiques2 - Application
Relier un phénomène macroscopique aux processus microscopiques2 - Application
Développer un esprit critique sur des données expérimentales2 - Application
Elaborer une démarche scientifiqueModéliser un phénomène physico-chimique2 - Application
Concevoir et mettre en œuvre une démarche scientifique 2 - Application