Le cours est divisé en 2 parties.
La première partie, centrée sur la mécanique quantique, s'attache d'abord à rappeler quelques concepts de base ainsi qu'à compléter l'exposé de ceux-ci (théorie de la mesure). Ensuite, l'atome d'hydrogène, les atomes polyélectroniques, l'oscillateur harmonique (méthode de Dirac), et des bases de physique moléculaire sont examinés.
La seconde partie, centrée sur la physique statistique, présente les notions de base, la théorie cinétique des gaz, les différents ensembles statistiques (microcanonique, canonique et grand-canonique), et les fluides quantiques (fermions et bosons).
CONTENU DETAILLE
Partie 1 : Physique quantique 1.1. Introduction/Rappels 1.2. Postulats 1.3. Opérateurs hermitiens 1.4. Théorie de la mesure (y compris principe d'incertitude de Heisenberg) 1.5. Atome d'hydrogène 1.6. Atomes polyélectroniques et tableau périodique des éléments 1.7. Mécanique matricielles 1.8. Oscillateur harmonique (opérateurs de création et d'annihilation) 1.9. Spin 1.10. Principe variationnel 1.11. Méthode des électrons fortement liés (compréhension de la structure électronique et la cohésion des molécules diatomiques) Partie 2 : Physique statistique 2.1. Introduction: Eléments de Physique Statistique 2.1.1 Fondements de la Physique Statistique 2.1.2 Espace des phases et points représentatifs 2.1.3 Principe d'équiprobabilité 2.1.4 Valeur moyenne d'une observable 2.1.5 Notion d'ensemble 2.2. Théorie Cinétique des Gaz 2.2.1 Définition d'un gaz parfait 2.2.2 Modèle et propriétés du gaz idéal 2.2.3 Théorème d'équipartition de l'énergie 2.2.4 Fonction de distribution des vitesses 2.2.5 Statistique de Maxwell-Boltzmann 2.3. Ensemble Microcanonique 2.3.1 Formalisme microcanonique : la représentation entropique 2.3.2 Modèle d'Einstein pour la chaleur spécifique de réseau 2.3.3 Modèle d'un système à deux états énergétiques 2.3.4 Techniques de comptage et haute dimensionnalité 2.4. Ensemble Canonique 2.4.1 Formalisme canonique : la représentation de Helmholtz 2.4.2 Notion de fonction de partition 2.4.3 Notion de densité d'états 2.4.4 Modèle de Debye pour la chaleur spécifique de réseau 2.4.5 Modèle du rayonnement du corps noir (loi de Stefan-Boltzmann) 2.5. Ensemble Grand-Canonique 2.5.1 Formalisme grand-canonique 2.5.2 Principe d'indiscernabilité 2.5.3 Modèle d'adsorption de molécules à la surface d'un matériau 2.5.4 Modèle du pré-gaz de fermions 2.6 Fluides Quantiques 2.6.1 Notions de Fermions et de Bosons 2.6.2 Le fluide idéal de Fermi 2.6.3 Statistique de Fermi-Dirac 2.6.4 Propriétés d'un gaz de fermions (chaleur spécifique électronique) 2.6.5 Le fluide idéal de Bose 2.6.6 Statistique de Bose-Einstein 2.6.7 Notion de condensation de Bose-Einstein 2.6.8 Propriétés d'un gaz de bosons (superfluidité et supraconductivité)
- Enseignant: Charlier Jean-Christophe
- Enseignant: Cloots Alexandre
- Enseignant: Gonze Xavier
- Enseignant: Marazzi Enrico
- Enseignant: Trinquet Victor