Programme Physique générale

Le parcours Physique Générale n’est proposé qu’en M1. Sa finalité principale est de préparer les étudiants, qui se destinent à l’Agrégation de Physique, à intégrer un M2 Agrégation (préparation à l’ Agrégation de Physique-Chimie option physique) dans une autre université, ou une ENS. La grande différence par rapport aux autres parcours réside dans le fait que Physique Générale englobe toutes les UEs généralistes des autres parcours et  dispense de manière relativement complète les fondements de la physique moderne. Il permet donc d’acquérir les bases nécessaires pour préparer une agrégation de Physique. Et en lieu et place des UE spécialisées des autres parcours, il propose des UEs du master MEEF (préparation au CAPES), et notamment les UEs expérimentales (de Physique et de Chimie) dans lesquelles on apprend à mettre en œuvre des expériences et à les présenter. Dans cette configuration, ce parcours prépare donc parfaitement à entrer dans un Master 2 -Agrégation.

Il est également adapté aux étudiants qui souhaitent poursuivre encore une année avec une formation plus générale, avant d’entreprendre un M2 spécialisé de leur choix. Le parcours Nanosciences et Matériaux Fonctionnels du Master Physique Fondamentale et Applications de l’université de Montpellier est directement accessible aux étudiants de Physique Générale. D’un point de vue pédagogique, ce parcours est construit autour des bases de la physique moderne comme les autres parcours du Master. Il dispense la mécanique quantique, l’interaction rayonnement matière, la seconde quantification, la physique statistique, la matière condensée, la formation expérimentale, la dynamique des fluides, les bases de l’astrophysique (voir programme ci dessous). Un stage en laboratoire est proposé dans ce cas au deuxième semestre.

Pour résumé les étudiants de ce parcours partageront la formation à la recherche avec les étudiants du master de Physique et ils partageront la formation à l’enseignement (en l’occurrence la mise en œuvre et la présentation d’expériences) avec les étudiants du master MEEF.

Semestre 1

  • Atomes, Molécules et Rayonnement (5 ECTS)

Responsable : Mauro ANTEZZA

Ce cours démarre par la description quantique des atomes et des molécules. Il continue par la description du magnétisme et de son lien étroit avec le moment cinétique. Il aborde ensuite les techniques de perturbation et l’interaction spin orbite. Dans une deuxième partie, ce cours traite de l’interaction rayonnement matière et des processus élémentaires d’interaction : émission spontanée, stimulée et absorption. Le problème du corps noir est abordée, de même que le modèle d’Einstein. Le cours termine sur les largeurs de raies, l’amplification optique et la physique du Laser.

Ce cours concerne les fondement de la physique moderne. Il fournit l’enseignement nécessaire à la compréhension des spectroscopies et des dispositifs optiques modernes. A ce titre il est obligatoire aux parcours à vocation recherche mais également aux parcours Pro et pluridisciplinaires.

  • Physique de la Matière Condensée 1 – Propriétés Structurales :  (5 ECTS)

Responsable : Jean-Roch HUNTZINGER

  • Structure cristalline, diffraction de Bragg, facteur de structure, extension aux systèmes désordonnés.
  • Dynamique vibrationnelle, phonons, de la chaîne linéaire au cristal 3D, courbes de dispersion, extension aux systèmes désordonnés.
  • Densité d’états vibrationnels, Chaleur spécifique, Conductivité thermique, « différences verre-cristal »
  • Physique Expérimentale (5 ECTS)

Responsable : Matthieu GEORGE

Ce module a pour but de permettre aux étudiants de confronter la réalité expérimentale à leurs connaissances théoriques. Le panel des expériences proposées couvre les domaines de la physique enseignée dans les parcours de Physique. L’étudiant doit choisir parmi ses différentes expériences celles qui lui semblent le plus proche de ses centres d’intérêts. Un effort important est fait pour intégrer les nouvelles technologies d’acquisition des données et l’utilisation des outils informatiques afin de comparer expérience et théorie. Une attention particulière est aussi portée sur la rédaction des résultats et leurs présentations sous forme de communication orale. Le travail s’organise en séance de huit heures pour laquelle un thème est choisi par les étudiants. Pour chacun des thèmes ils choisissent parmi plusieurs expériences possibles. Ils rédigent un compte rendu sur le travail réalisé. De plus, au cours du semestre ils doivent présenter oralement les résultats obtenus au cours de l’une des séances de manipulations. A l’issue du semestre, l’étudiant choisit une thématique, qu’il développe sous forme d’un rapport final et qu’il soutient oralement.

  • Astrophysique 1 (2,5 ECTS)

Responsable : Julien MORIN

Le module Astrophysique 1 a pour but de fournir les notions de base en astronomie et en astrophysique qui seront utiles dans tous les autres modules d’astrophysique du master CCP. Les parties
théoriques de physique stellaire (photosphères stellaires et structure stellaire) de ce cours sont conçues comme une première approche qui sera  approfondie en deuxième année dans le module Astrophysique .

Contenu du cours :

  • Objets astrophysiques et ordres de grandeur
  • Astrométrie
  • Le rayonnement électromagnétique en astrophysique et son étude
  • Mesures de distances astrophysiques
  • Photométrie
  • Propriétés observationnelles des étoiles
  • Photosphères stellaires
  • Structure stellaire
  • Enseigner la Chimie (12,5 ECTS)

Responsable :

UE du Master MEEF Physique-Chimie.

Semestre 2

  • Dynamique des Fluides (5 ECTS)

Responsable : Miguel MANNA

Ce cours est centré sur les thèmes de la mécanique de fluides utiles aux futurs chercheurs en astrophysique. Théorie de chocs. Repères tournants et la dynamique des atmosphères planétaires. Expansion de Chandrasekhar-Milne. Instabilité de Jeans. Fragmentation. Instabilité de Kelvin-Helmholtz. Instabilité de Rayleigh-Taylor. Introduction à la Magnétohydrodynamique. Ondes de Alfvén.

  • Physique Quantique Avancée (5 ECTS)

Responsable : Yohann SCRIBANO

Cette UE a pour but d’introduire et de développer différents concepts et outils fondamentaux de la physique quantique. Elle approfondit et élargit les connaissances acquises au niveau L3 et premier semestre de M1. Les thèmes abordés sont :
– Rappels et principes fondamentaux
– Introduction à la quantification des champs
– Théorie de la symétrie
– Méthode d’approximations
– Introduction à la théorie de la diffusion
– Particules identiques et formalisme de seconde quantification
– Méthodes fonctionnelles et intégrales de chemin
– Interaction lumière-matière
– Mécanique quantique relativiste et équation de Dirac
  • Physique Statistique (5 ECTS)

Responsable : Walter KOB

Ensemble grand-canonique. Statistiques quantiques. Fluides quantiques : condensation Bose-Einstein, rayonnement thermique, théorie de Sommerfeld. Transition de phases : paramètre d’ordre, ordre de la transition, théorie de champ moyen. Percolation. Croissance de surfaces.

  • Physique de la Matière Condensée 2 – Propriétés Électronique :  (5 ECTS)

Responsable : Guillaume CASSABOIS

Rappels sur la structure cristalline.

Etats de Bloch (Opérateurs de translation, Théorème de Bloch, Conditions aux limites de Born-Von Karman, Bandes d’énergie, Niveau de Fermi)

Electrons libres (Potentiel d’interaction, Densité d’états, Surface de Fermi)
Electrons presque libres: étude qualitative
Potentiel périodique: étude au premier ordre en perturbation (Rappel, Dégénérescence de l’énergie non-perturbée, Relation de dispersion-Discontinuités de l’énergie, Surface d’égale énergie)

Modèle des liaisons fortes

Semiconducteurs (Composition chimique et structure de bandes, Masse effective, Trou, Impuretés)

Au choix :

  • Stage M1 Nanosciences (10 ECTS)

Responsable : Thierry BRETAGNON

Stage de 7 semaines en laboratoire ayant pour but la mise en contact avec les métiers de la recherche. Ce stage peut être effectué dans un laboratoire de recherche en France ou à l’étranger. Cependant, traditionnellement il se déroule dans l’une des deux UMR de l’Université de Montpellier, le Laboratoire Charles Coulomb (L2C) ou l’Institut d’Électronique et des Systèmes (IES).

  • Préparation aux épreuves expérimentales de Physique (10 ECTS)

Responsable : Christophe CHAUBET

UE du Master MEEF Physique-Chimie.

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