Notions théoriques ou bien de culture générale, ou méthodologique qui seront acquises par l'étudiant
Les étudiants des disciplines des sciences de l’ingénieur rencontrent de nombreux paramètres et grandeurs définis à l’échelle macroscopique (température, pression, module d’Young, viscosité, capacité calorifique, conductivité électrique…), mais abordent rarement la question de leur origine physique. L’objectif de cette UE est précisément de lever le voile sur ces processus microscopiques souvent simples et d’illustrer comment ils expliquent les comportements familiers à l’échelle observable, comment ils permettent de prédire les valeurs des coefficients macroscopiques associés. En outre, ces mécanismes décrits par la mécanique classique ou quantique sont nécessaires pour comprendre la plupart des techniques métrologiques en mécanique, comme les techniques optiques basées sur la spectroscopie.
b)Contenu de l’Unité d’Enseignement
-La température et les différents états de la matière : agitation thermique et interactions
-Passage du microsopique au macroscopique par la physique statistique : postulats de base, entropie, distributions à l’équilibre de Maxwell-Boltzmann, Fermi-Dirac et Bose-Einstein
-Cinétique du gaz parfait : loi de répartition des vitesses de Maxwell, pression cinétique, équation d’état
-Processus de transport dans les gaz : diffusion moléculaire, viscosité de cisaillement, conduction thermique
-Liquides : description microscopique, phénomènes de transport (diffusion et viscosité), tension de surface
-Notions de mécanique quantique : fonction d’onde, niveaux électroniques, effet laser, spectroscopie et applications métrologiques.
Mots-clés :
Etats de la matière, physique statistique, cinétique des gaz, processus de transport, tension de surface, spectroscopie.
Module 1
