Ce cours a pour objectifs d’apporter des outils pour appréhender le monde et les technologies qui nous entourent, permettant d’expliquer les phénomènes de la vie quotidienne. Basée sur des observations, des expérimentations et la réflexion, la physique recherche une explication simple, mais aussi complète que possible, pour aboutir à la formulation de lois ou principes. L'acquisition de cette démarche, appelée le raisonnement scientifique, est une école de logique, une démarche rigoureuse. Le cours met donc l'accent sur la compréhension de concepts/notions et la réflexion, tout en intégrant les enjeux contemporains liés au développement durable.
Au terme de cette unité d’enseignement, l’étudiant sera capable de :
Cette unité d'enseignement vise à assurer aux étudiants un excellent niveau de connaissances en optique géométrique et en optique ondulatoire, tout en intégrant des préoccupations liées au développement durable.
Il est important d'exercer l'étudiant à observer des phénomènes physiques ainsi qu'à la réflexion, au raisonnement et à la rigueur qui leur sont liés, avec une attention particulière à l'application de ces connaissances dans des contextes comme l'amélioration de l'efficacité des systèmes d'énergie renouvelable (ODD 7), la lutte contre les changements climatiques (ODD 13) et la protection des écosystèmes (ODD 14 et 15).
Au terme de cet enseignement, l’étudiant(e) sera capable de :
Cette unité d'enseignement est un exposé des grands chapitres de l'optique géométrique et de l'optique ondulatoire, ainsi que des différents dispositifs optiques (œil, microscope, télescope, etc.). Dans le cours de l'exposé oral, et dans la mesure du possible, les concepts nouveaux sont introduits à partir d'expériences réalisées en direct, visionnées en vidéo, ou établies à partir de démonstrations simples. L'exposé des lois fondamentales s'ensuit, l'accent étant mis sur la démarche habituelle du physicien : description, analyse et généralisation du phénomène. La signification pratique et esthétique des lois est illustrée par l'étude de nombreuses applications, y compris celles qui ont un impact direct sur le développement durable, telles que les systèmes d'énergie renouvelable (ODD 7), la compréhension des changements climatiques (ODD 13), et la surveillance des écosystèmes (ODD 14 et 15).
Aux cours théoriques sont associés des travaux pratiques ainsi que des travaux dirigés qui permettront à l’étudiant(e) d’appliquer les notions/concepts vus, voire de les approfondir.
Les grands thèmes étudiés sont :
1. Optique géométrique
Introduction sur les théories optiques
Le dioptre plan
Le prisme
Le miroir sphérique
Le dioptre sphérique
Les lentilles
Les aberrations des lentilles
Les instruments d'optique
2. Optique ondulatoire
Aspect ondulatoire de la lumière
Principe de Huygens
Les interférences
L'expérience de Young
La diffraction
Les films minces
3. Spectroscopie
Séances d’exercices organisées en TD par un(e) enseignant(e) en petits groupes (20 à 30 étudiants par groupe).
La partie théorique de l'unité d'enseignement sera donnée sous forme de cours magistral au tableau interactif ou par diaporama (y compris les schémas et démonstrations) ou encore par vidéo en cas d’enseignement à distance.
L'étudiant(e) est invité(e) à poser toutes ses questions au professeur via le forum mis en place sur WebCampus ou à la fin du cours.
Les exercices seront encadrés par un enseignant, c'est-à-dire que les étudiants résoudront eux-mêmes activement les problèmes avec l'aide de l'enseignant.
Cette unité d'enseignement comprend trois parties distinctes mais complémentaires. L’évaluation comprendra un examen sur le cours théorique, incluant des exercices (évaluation des travaux dirigés) et une évaluation continue sur les travaux pratiques.
Les travaux pratiques (TP) sont évalués de manière continue par les assistants/enseignants. Les TP sont obligatoires. En cas de maladie ou d’absence exceptionnelle à justifier auprès du secrétariat de la faculté, l'étudiant doit contacter l'assistant dès son retour à l'Université afin d'organiser une séance de récupération. Considérant que les TP font l'objet d'une évaluation continue, la note obtenue en cours d'année sera reportée sur les différentes sessions, le cas échéant. La note de TP ainsi obtenue est intégrée, ensuite, à la note de cours où elle intervient pour environ 15% de la note globale.
L'évaluation sur les travaux dirigés (TD) se déroule durant les sessions de janvier, de juin et d’août, en même temps que les examens sur le cours théorique. L'examen écrit de TD demande de solutionner des exercices inspirés de ceux réalisés pendant l'année en séances TD. La note de TD ainsi obtenue est intégrée, ensuite, à la note de cours où elle intervient pour environ 30% de la note globale.
Les critères d'appréciation sont, essentiellement, la compréhension et la réflexion logique: à partir d'hypothèse(s) claire(s) et/ou de définitions précises, exprimer, parfois avec un minimum de développement mathématique, la perception 'physique' d'un problème ; on peut également demander d’expliquer une application. Une réponse nécessite souvent la présentation d'un schéma ou d'un graphe clair et convenablement dessiné. Le 'par coeur' est proscrit; quelques ordres de grandeur numérique sont à retenir.
L'examen se déroulera en présentiel. L'examen sur le cours théorique et les TD est écrit en janvier, juin et août.
Les consignes précises seront communiquées en temps utile.
Un syllabus est disponible pour les étudiants inscrits à cette unité d'enseignement, en ligne et gratuitement, sur WebCampus, ou en vente (version papier) au service reprographie. Ce syllabus n'est pas obligatoire, n’a pas la prétention d’être exhaustif mais apporte un support non négligeable d’apprentissage.
Le syllabus du Dr Dhyne est également disponible en ligne et gratuitement.
Ces syllabi fournissent des aides supplémentaires pour l'apprentissage.
Les étudiants curieux iront également consulter :
| Formation | Programme d’études | Bloc | Crédits | Obligatoire |
|---|---|---|---|---|
| Bachelier en sciences physiques | Standard | 0 | 3 | |
| Bachelier en sciences chimiques | Standard | 0 | 3 | |
| Bachelier en sciences physiques | Standard | 1 | 3 | |
| Bachelier en sciences chimiques | Standard | 1 | 3 |