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Physique (10)

Lundi, 28 Mars 2016 20:38

Introduction à la relativité générale

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Introduction à la relativité générale

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 1

Semestre :

S2

Crédits ECTS :

3

Volume Horaire :

16h Cours
8h TD

Responsable :

Henning Samtleben

Université Claude Bernard Lyon 1, CRAL Observatoire de Lyon

Intervenants :

H. Samtleben

 

T. Buchert

R. Walder

La Formation

I. Rappels sur la géométrie non-euclidienne : calcul tensoriel, dérivée covariante et transport parallèle, tenseur de Riemann

II. Principe d’équivalence et géodésiques

III. Équations d’Einstein : physique en espace-temps courbe, tenseur énergie-impulsion, formulation Lagrangienne, constante cosmologique

IV. Applications et tests : trou noir de Schwarzschild, déviation d’un rayon lumineux par le soleil et mesure de Eddington, optique gravitationnelle, dérive du périhélie de Mercure, ondes gravitationnelles

V. Notions de cosmologie

Pré-requis

Tenseurs et géométrie, Électrodynamique et théorie classique des champs

Modalité de l'examen

Ecrit.

Mots-clés

-

Jeudi, 29 Août 2013 14:36

Quantification des champs libres

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Quantification des champs libres

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 1

Semestre :

S2

Crédits ECTS :

6

Volume Horaire :

24h Cours
24h TD

Responsable :

François Delduc

Ecole Normale Supérieure de Lyon

Laboratoire de Physique

Intervenants :

F. Delduc

 

H. Hansen

G. Massacrier

La Formation

1. Groupe de Poincaré et définition des champs relativistes classiques
Exemple du champ scalaire complexe

2. Quantification canonique des champs libres
- Théorie quantique du champ scalaire libre : Image de Heisenberg ; Relations de commutation canoniques; Opérateurs de création et d'annihilation ; Ordre normal ; Espace de Fock bosonique ; Opérateurs de champ ; Action des transformations de Poincaré sur les champs libres ; Fonctions à N points ; Opérateur d’ordre chronologique ; Propagateur de Feynman pour le champ de Klein-Gordon
- Théorie quantique du champ de Dirac libre : solution générale de l’équation de Dirac libre ; relations d’anti- commutation ; Produit normal et ordre chronologique pour les opérateurs fermioniques ; Espace de Fock fermionique, Propagateur pour le champ de Dirac libre
- Théorie quantique du champ électromagnétique libre : en jauge de Coulomb ; Propagateur pour le champ électromagnétique libre

3. Couplage à une source externe. Matrice de diffusion. Théorème de Wick

Pré-requis

Mécanique quantique L3/M1, Mécanique analytique L3

Modalité de l'examen

Devoirs à la maison et examen écrit.

Mots-clés

-

Supraconductivité, superfluidité, magnétisme

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 1

Semestre :

S2

Crédits ECTS :

6

Volume Horaire :

24h Cours
24h TD

Responsable :

Benjamin Huard

Ecole Normale Supérieure de Lyon

Laboratoire de Physique

Intervenants :

B. Huard

 

J. Reneuve

T. Roscilde

La Formation

Le but de ce cours est de présenter les notions essentielles dans la caractérisation d’une phase en matière condensée : nature du fondamental et ses symétries, excitations de basse énergie (quasi-particule), théorie effective décrivant ces excitations et les propriétés physique de la phase. Ces notions sont introduites à l’aide de trois exemples fondamentaux : la superfluidité, la supraconductivité, et le magnétisme. On insistera sur le lien entre la théorie, la phénoménologie et les manifestations expérimentales.

On abordera successivement :
- la seconde quantification
- la condensation de Bose-Einstein
- la théorie de Ginzburg-Landau
- la superfluidité de l’hélium IV
- la supraconductivité : phénoménologie et théorie BCS
- le magnétisme

Pré-requis

-

Modalité de l'examen

Examen écrit

Mots-clés

-

Lundi, 28 Mars 2011 13:45

Symétries et groupes

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Symétries et groupes

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 1

Semestre :

S2

Crédits ECTS :

3

Volume Horaire :

16h Cours
8h TD

Responsable :

Stefan Hohenegger

Université Claude Bernard Lyon 1

Institut de Physique Nucléaire de Lyon

Intervenants :

S. Hohenegger

 

K. Kozlowski

C. Eloy

La Formation

Cet enseignement représente une introduction (illustrée par de nombreux exemples) aux groupes, et plus particulièrement aux groupes de Lie, ainsi qu'aux algèbres de Lie et aux représentations des groupes et algèbres de Lie. Ces notions jouent un rôle fondamental dans les théories physiques qu'elles soient classiques ou quantiques, relativistes ou non relativistes. (H. Weyl : “As far as I see, all a priori statements in physics have their origin in symmetry.”)

Programme :
- Sur les symétries en physique
- Définition des groupes et exemples (groupe symétrique,...)
- Définition des groupes de Lie et exemples (groupe des rotations, groupe de Lorentz, groupe unitaire, groupe symplectique,...)
- Algèbre de Lie associée a un groupe de Lie; exemples
- Représentations des groupes et des algèbres de Lie
- Classification de Cartan

Pré-requis

Mécanique quantique avancée, tenseurs et géométrie.

Modalité de l'examen

Ecrit.

Mots-clés

-

Lundi, 28 Mars 2011 13:43

Géophysique

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Géophysique

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 1

Semestre :

S2

Crédits ECTS :

3

Volume Horaire :

16h Cours

8h TD

Responsable :

Frédéric Chambat

Ecole Normale Supérieure de Lyon

UMR 5570 Laboratoire de Sciences de la Terre

Intervenants :

F.Chambat
S. Labrosse

La Formation

UE visant à connaître les grands propriétés physiques, chimiques, et minéralogiques de la Terre (niveau base), les principes de construction des modèles sismologiques de Terre (niveau approfondi), leur intégration dans le contexte de la géodynamique globale (niveau approfondi). Thèmes abordés : structure globale de la Terre ; sismologie mesure, ondes de volume, ondes de surface, modes propres pesanteur et forme de la Terre ; marées ; rotation de la Terre ; convection du manteau ; structure thermique et minéralogique ; planétologie et système solaire.

 

Pré-requis

UE de physique de licence.

Modalité de l'examen

Examen terminal écrit.

Mots-clés

-

Lundi, 28 Mars 2011 13:42

Astrophysique

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Astrophysique

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 1

Semestre :

S2

Crédits ECTS :

3

Volume Horaire :

16h Cours
8h TD

Responsable :

Alexandre Arbey

Université Claude Bernard Lyon 1

Centre de Recherche Astrophysique de Lyon

Intervenants :

A. Arbey

G. Laibe

La Formation

Objets et échelles dans l'Univers
Moyens d'observations
Physique des étoiles: structure, production et transport d'énergie, formation, évolution...
Physique des galaxies: morphologie, dynamique, structure spirale.
Introduction à la cosmologie

 

Pré-requis

-

Modalité de l'examen

Ecrit de 2 heures.

Mots-clés

-

Lundi, 28 Mars 2011 13:12

Physique des systèmes biologiques

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Physique des systèmes biologiques

Informations pratiques


Discipline :

Physique, Biologie

Niveau :

Master 1

Semestre :

S2

Crédits ECTS :

3

Volume Horaire :

16h Cours

8h TD

Responsable :

Martin Castelnovo

Ecole Normale Supérieure de Lyon

UMR 5672 Laboratoire de Physique

Intervenants :

M. Castelnovo
R. Everaers

A. Roux

La Formation

Ce cours de Physique des systèmes biologiques a pour but de fournir aux étudiants la plupart des concepts et outils utilisés pour comprendre et caractériser les propriétés physiques des systèmes biologiques. Ce type d'approche est de plus en plus répandu en biologie moléculaire et cellulaire, et a contribué à de nombreuses avancées significatives aussi bien expérimentales que conceptuelles dans le domaine. Le cours est divisé en trois parties qui permettent de couvrir la majorité de ces approches: la physique statistique appliquée à la biologie moléculaire, la modélisation spécifique des macromolécules biologiques et l'étude des membranes biologiques et du cytosquelette.

1. Statistical physics for biology (Martin Castelnovo, 6h cours, 2h TD)
- theoretical tools
- physics of viruses
- gene expression networks

2. Biological polymers (Ralf Everaers, 6h cours, 2h TD)
- semi-flexible chain models
- DNA and RNA
- chromatin

3. Biological membranes and cytoskeleton (Aurélien Roux, 6h cours, 2h TD)
- membrane deformation by proteins
- molecular motors and cytoskeleton
- collective effects and membrane-cytoskeleton interactions

Pré-requis

Notions de base de physique statistique.

Modalité de l'examen

Exposé en anglais sur un travail d'analyse d'articles de recherche portant sur des sujets se rattachant au contenu du cours.

Mots-clés

-

Lundi, 28 Mars 2011 13:12

Lasers et matière

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Lasers et matière

Informations pratiques


Discipline :

Physique et Chimie

Niveau :

Master 1

Semestre :

S2

Crédits ECTS :

6

Volume Horaire :

24h Cours
24h TD

Responsable :

Florian Kulzer

Université Claude Bernard Lyon 1

Institut Lumière Matière

Intervenants :

F. Kulzer

T. Roscilde

 

S. Ciliberto

J. Morville

 

La Formation

1 Introduction
1.1 Fundamental Principles of Lasers
1.2 Conditions for Sustained Laser Oscillation
1.3 Properties of Laser Radiation
1.4 What Are Lasers Good For?
1.5 Bibliography

2 The Interaction of Light and Matter
2.1 Electromagnetic Dispersion Theory
2.2 The Lorentz Oscillator Model
2.3 Phenomenological Treatment – Rate Equations
2.4 Semiclassical Radiation Theory

3 Optical Resonators and Gaussian Beams
3.1 Introductory Remarks
3.2 The Ray Transfer Matrix (ABCD Matrix)
3.3 Resonator Stability (Ray Optics)
3.4 The Paraxial Wave Equation
3.5 Zero-Order Gaussian Beams
3.6 The ABCD Law for Gaussian Beams
3.7 Gaussian Modes of Optical Resonators
3.8 Practical Considerations in Resonator Design
3.9 Higher-Order Modes of Gaussian Beams
3.10 The Spectral Transfer Function of a Cavity

4 Principles of Lasers
4.1 Introductory Remarks
4.2 Gain and Oscillation Threshold
4.3 Rate Equations for Cavity Dynamics
4.4 Gain Saturation
4.5 The Uniform-Field Approximation
4.6 Homogeneous and Inhomogeneous Broadening
4.7 Dynamics of Lasers

5 Types of Lasers

Pré-requis

Ondes et Optique (L3)

Modalité de l'examen

Examen final écrit.

Mots-clés

Absorption, emission, gaussian beams, resonators, rate equations, quality factor, photon lifetime, Q-switching, mode-locking, brightness, coherence.

Lundi, 28 Mars 2011 13:12

Matière molle

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Matière molle

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 1

Semestre :

S2

Crédits ECTS :

6

Volume Horaire :

24h Cours
24h TD

Responsable :

Catherine Barentin

Université Claude Bernard Lyon 1

Institut Lumière Matière

Intervenants :

 

C. Barentin

T. Gibaud

N. Taberlet


E. Freyssingeas

L. Vanel

La Formation

I. Introduction à la matière molle
- Rappel des différents états de la matière et présentation des fluides complexes
- Etude des propriétés de la matière molle (grande susceptibilité, importance des interfaces, importance de l’agitation thermique)
- Exemples de systèmes remarquables (surfactants et systèmes auto-assemblés, polymères, cristaux liquides)

II. Surfaces et interfaces
- Définition de la tension de surface, formule de Laplace et étude de l’instabilité de Rayleigh-Taylor
- Etude du mouillage et de la capillarité : loi de Young, hystérésis de l’angle de contact, ascension capillaire
- Mesure de la tension de surface
- Etude du mouillage dynamique : dynamique d’étalement (loi de Tanner), dynamique d’imbibition (loi de Washburn)

III. Systèmes browniens : colloïdes
- Définition de l’échelle colloïdale, étude de la dynamique brownienne, des interactions à cette échelle et de la stabilité de ces systèmes
- Diagramme de phase

IV. Rhéophysique
- Introduction aux « bizarreries » des fluides complexes : visco-élasticité, fluides rhéofluidifiant, rhéo-épaississant et à seuil, effet Weissenberg.
- Mesure de ces propriétés et limitations des mesures globales.

V. Exemple de système athermique : les milieux granulaires
- Statique d’un milieu granulaire sec
- Plasticité, rupture d’un milieu granulaire cohésif
- Rhéologie des suspensions granulaires

Pré-requis

Thermodynamique, physique statistique, milieu continu et mécanique des fluides

Modalité de l'examen

écrit

Mots-clés

colloïdes, interaction, tension de surface, mouillage, capillarité, fluides complexes, granulaires

Lundi, 28 Mars 2011 13:11

Introduction à la physique des particules

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Introduction à la physique des particules

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 1

Semestre :

S2

Crédits ECTS :

3

Volume Horaire :

16h Cours
8h TD

Responsable :

Imad Laktineh

Université Claude Bernard Lyon 1

Institut de Physique Nucléaire de Lyon

Intervenants :

I. Laktineh

E. Jaupart

La Formation

Le but de cet enseignement est d'introduire la physique des deux infinis au travers des particules et des astro-particules comme sonde de la matière et de l'univers. Ce cours détaillera la classification et l'identification des particules, les caractéristiques des interactions fondamentales et le rôle des symétries dans la modélisation.

Programme :
- Introduction (ordres de grandeurs, phénoménologie des particules élémentaires et des interactions, accélérateurs et détecteurs)
- Le modèle des quarks
- Symétries C, P, T
- Interaction faible (chiralité, hélicité, matrice CKM)
- Oscillations de neutrinos et oscillations dans le système des mésons neutres

Pré-requis

Un premier cours de mécanique analytique et mécanique quantique.

Modalité de l'examen

Un examen global commun physique nucléaire/physique des particules en janvier de 3h (les étudiants qui ne suivent que la physique nucléaire s'arrêtent au bout de 1h30).

Mots-clés

-