Physique statistique I.
PHQ-340
Département
de physique, Université de
Sherbrooke
Légende: Mélasse optique pour atteindre des records de basse température
Contenu de ces pages:
- Professeur.
- Moniteur.
- Plan
de cours.
Contenant: / Mise en contexte / Objectifs / Plan de la matière / Méthode
pédagogique et évaluation / Bibliographie
- Notes
de cours
- Horaire
des remises de devoirs et d'examens (htm)
- Lectures complémentaires sur
internet (principalement en anglais) pour le cours .
- Prix Nobel
2001, condensation de Bose-Einstein
Dernière modification: 20 août 2009.
Professeur
:
André-Marie Tremblay. Je
suis professeur au département
de physique.
Heures de disponibilité: Rendez-vous courriel
Courrier électronique : tremblay@physique.usherbrooke.ca
Téléphone : 821-8000 poste 62058
Bureau : D2-1072
Moniteur
:
Jules
Lambert est étudiant-chercheur au doctorat au département de physique.
Heures de disponibilité: Rendez-vous courriel
Courrier électronique: Jules.Lambert@Usherbrooke.ca
Téléphone: 821-8000 poste 62046 (bureau).
Bureau: D2-2057
Lectures
complémentaires sur internet.
Les
sites internet PhysicsCentral et PhysicsWeb compilent des adresses
intéressantes portant sur la physique. Ci-dessous, vous trouverez quelques
adresses se rapportant plus spécifiquement à la matière du cours. Si vous en
trouvez d'autres, n'hésitez pas à me le dire de vive voix ou par courrier
électronique: tremblay@physique.usherbrooke.ca
. Les expériences ci-dessous viennent entre autre de l'Université d'Orégon mais aussi de
plusieurs endroits un peu partout dans le monde. Il y a aussi des programmes
et articles disponibles en Mathmatica mais ils sont de niveau
avancé.
Chapitre 1: Introduction
- Une introduction historique au concept de
température et un bref énoncé des lois de la thermodynamique.
- Paradoxe
du Chevalier de Méré
- Maxwell
a été le premier à suggérer l'utilisation ds statistiques pour comprendre
le comportement des objets macroscopiques.
- Il existe un cours aux États-Unis où on
enseigne les probabilités élémentaires afin, entre autres, de rendre les
gens plus critiques vis-à-vis des nouvelles où on fait usage des
statistiques, sans toujours comprendre de quoi il s'agit.
- Voici quelques simulations écrites en Mathematica 6.0
et présentées au cours
- Simulation de la Marche
aléatoire pour pouvoir comparer avec le résultat prédit par la
binomiale.
- Gaussienne à partir de la
binomiale lorsque le nombre de pas tend vers l'infini.
- Fonction erreur
- Illustration du
Théorème de la limite centrale En partant d'une marche aléatoire où
chaque pas vient d'une distribution uniforme entre zéro et un, on
retrouve une distribution gaussienne dans la limite où le nombre de pas
est grand.
- Distribution de Poisson
comme limite de la binomiale lorsque Mp est une constante et M tend vers
l'infini.
- Calcul de pi par Méthode
Monte Carlo (ou d'une intégrale).
- Chapitre
2: Description statistique de systèmes de particules.
- Vous pouvez voir
l'agitation thermique dans une expérience où des spins pouvant être soit
en haut ou en bas (blanc ou bleu) évoluent dans le temps. Faites Stop
dans l'expérience pour voir une configurations donnée. Le modèle simulé
s'appelle le modèle
d'Ising. En changeant la température, vous verrez un ordre s'établir
à tempérautre suffisamment basse. C'est une transition de phase. Ce type
de phénomène ne sera traité que dans la deuxième partie du cours après
Noël.
- Les gaz parfaits sont
un exemple qui reviendra souvent.
- Chapitre
3: Thermodynamique statistique.
- L'entropie et la deuxième loi de la thermodynamique
sont des sujets qui sont encore discutés dans la
littérature.
- Chapitre
4: Paramètres macroscopiques et leur mesure.
- Cycle
de Carnot
- Une image
d'un autre cycle, celui de Stirling.
- Le prix Nobel
de physique 1997 a été donné pour l'invention de pièges à atomes
(mélasse optique) permettant d'atteindre des records de basse température.
- Une histoire
(en anglais) très détaillée de la machine à vapeur, avec shémas
d'époque.
- Chapitre
5: Applications simples de la thermodynamique statistique.
- Chapitre
6: Méthodes de base et résultats de la mécanique statistique.
- Chapitre
7: Applications simples de la mécanique statistique.
Prix Nobel:
- Le prix Nobel
de physique 1997 (Pièges à ion)
- Prix Nobel
1998 (Physique), (Effet Hall quantique) Chimie
(Structure électronique)
- (Correspondance
avec Laughlin et Kohn à l'occasion de l'annonce du prix) (Entrevue
à l'émission "Les années lumière")
- Prix Nobel
2001, condensation de Bose-Einstein
- Prix
Nobel 2006, anisotropie de la radiation fossile. Information
plus détaillée