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

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 nécessaires

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

Evaluation Continue Intégrale (ECI) 100%

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Compétences visées

Bloc 1

Communiquer et collaborer

 

C 1.1. Maitriser les outils numériques

 

N/A

 

C 1.2. Collaborer et communiquer dans le cadre d'un projet scientifique

 

N/A

 

C 1.3. Développer la pratique d’une langue étrangère dans les domaines scientifiques

 

N/A

Bloc 2

Élaborer une démarche scientifique

 

C 2.1. Maitriser les techniques et les appareils de laboratoire

 

N/A

 

C 2.2. Concevoir et mettre en œuvre une démarche scientifique

 

Compétent

 

C 2.3. Modéliser un phénomène physico-chimique

 

Compétent

Bloc 3

Analyser en se reposant sur un socle de connaissances scientifiques

 

C 3.1. Développer un esprit critique sur les données expérimentales

 

Compétent

 

C 3.2. Relier un phénomène macroscopique aux processus microscopiques

 

Compétent

 

C 3.3. Mobiliser les concepts mathématiques dans les domaines physico-chimiques

 

 

Compétent

Bloc 4

Construire son projet

 

C 4.1. Explorer le monde professionnel pour orienter son projet

 

N/A

 

C 4.2. Identifier sa responsabilité individuelle et collective au sein d’une structure professionnelle

 

N/A

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