(3-3)
Concomitant : MATH1073
Vecteurs. Cinématique. Dynamique de la particule : lois de Newton. Forces de frottement et mouvement circulaire. Travail, énergie cinétique et énergie potentielle. Quantité de mouvement. Cinématique et dynamique de la rotation. Équilibre statique des corps rigides. Certaines parties de la théorie seront appliquées en laboratoire.



RÉSULTATS D'APPRENTISSAGE :

À la fin de ce cours, l'étudiante ou l'étudiant sera en mesure de : connaître les lois fondamentales de la mécanique; comprendre la signification de ces lois; appliquer ces lois dans des situations concrètes; appliquer en laboratoire certains principes vus dans la partie théorique du cours de même que des concepts complémentaires à ceux-ci; analyser les résultats obtenus en laboratoire; interpréter les résultats obtenus en laboratoire.

(3-3)
Concomitant : MATH1073
Force électrique. Champ électrique. Théorème de Gauss. Potentiel électrique. Condensateurs et diélectriques. Courant et résistance. Circuits à courant continu. Lois de Kirchoff. Champ magnétique. Sources de champ magnétique. Induction électromagnétique. Circuits alimentés en courant alternatif. Certaines parties de la théorie sont appliquées en laboratoire.



RÉSULTATS D'APPRENTISSAGE :


À la fin de ce cours, l'étudiante ou l'étudiant sera en mesure de : connaître les lois fondamentales de l'électricité et du magnétisme; comprendre la signification de ces lois et être capable de les appliquer dans des situations concrètes; appliquer en laboratoire certains principes vus dans les cours théoriques de même que des concepts complémentaires à ceux-ci; analyser les résultats obtenus en laboratoire et être capable de les interpréter.

(3-2)
Préalables : PHYS1173 et PHYS1373
Concomitant : MATH2013 et MATH2613
Cinématique classique et référentiels galiléens et accélérés. Relativité galiléenne. Applications des lois de Newton dans un référentiel galiléen ou accéléré. Lois de conservation : énergie, quantité mouvement et moment cinétique. Dynamique du solide indéformable avec symétrie axiale. Introduction au tenseur d'inertie. Vérification expérimentale en laboratoire des concepts théoriques.

(3-2)
Préalables : MATH2013, MATH2613 et PHYS2113
Oscillations libres de systèmes simples et d'oscillateurs couplés. Équation d'ondes classique. Relations de dispersion. Analyse de Fourier. Oscillations forcées amorties à 1 et n degrés de liberté. Équation d'ondes de Klein-Gordon. Vitesse de groupe et paquet d'ondes. Représentation spectrale. Réflexion et transmission. Expériences sur les phénomènes ondulatoires.

(1-0)
Préalables : PHYS1373 et MATH1173
Concomitant : PHYS2372
Concept d'impédance et d'angle de phase; Circuits RC, RL et RCL. Lois de Kirchoff, Concept de résonance. Dispositifs actifs. Champs magnétiques. Optique physique (ondes, interférence, diffraction, polarisation).

(0-4)
Préalables : PHYS1373 et MATH1173
Concomitant : PHYS2371
Travaux pratiques concernant le concept d'impédance et d'angle de phase; Circuits RC, RL et RCL. Mesures en régime continu (ampèremètre, voltmètre, ohmmètre) et alternatif (générateur de fonctions, oscilloscope). Lois de Kirchoff. Concept de résonance. Dispositifs actifs. Champs magnétiques. Optique physique (ondes, interférence, diffraction, polarisation).

(3-0)
Préalables : PHYS1373
Concomitant : MATH2013 ou MATH2613
Ondes électromagnétiques, propagation, interférence et réfraction de la lumière, théorie restreinte de relativité. Aspects ondulatoires de la matière. Quantification de l'énergie, l'atome de Bohr, l'équation de Schrodinger. Applications aux particules libres, l'atome d'hydrogène, nombres quantiques, l'effet Zeeman, le principe d'exclusion, le tableau périodique. Brève discussion des molécules simples.

(3-0)
Préalables : PHYS1373 et (PHYS1173 ou GMEC2010 ou GCIV2010)
Concomitant : (MATH2013 ou MATH2023 ou MATH2613 ou GMEC2311)
Introduction aux outils numériques et langages de programmation. Algorithmes de calculs et simulations. Principes d'optimisation de la performance. Méthodes stochastiques et déterministes. Méthodes Monte Carlo. Résolution numérique d'équations différentielles. Analyse et traitement de données. Transformée de Fourier discrète. Méthode des différences finies.



RÉSULTATS D'APPRENTISSAGE :


À la fin de ce cours, l'étudiant ou l'étudiante sera en mesure de : connaître les méthodes numériques appliquées aux problèmes de la physique classique et moderne; se servir de logiciels pour effectuer des calculs symboliques et numériques de systèmes physiques.

(3-1)
Préalables : MATH2113, PHYS2371 et PHYS2372
Électrostatique. Magnétostatique. Loi d'induction de Faraday. Équations de Maxwell. Potentiel scalaire et potentiel vecteur. Dipôles et développement multipolaire.

(3-1)
Préalables : PHYS3303
Milieu diélectrique. Propriétés magnétiques de la matière. Équations de Poisson et de Laplace. Théorie électromagnétique de la lumière. Applications des équations de Maxwell.

(3-0)
Préalables : PHYS1373
Concomitant : MATH2013 OU MATH2023
Étude de la thermodynamique par la méthode statistique. Interaction thermique, mécanique et générale entre deux systèmes. Température absolue et ordinaire. Espace de phase. État quantique. Entropie. Équation d'état. Gaz réel et gaz parfait. Principe de la thermodynamique. Réservoir de chaleur. Mesures et applications macroscopiques. Moteur thermique de Carnot.

(3-0)
Préalables : (CHIM3123 et MATH2013) ou PHYS3423
Applications simples de la mécanique statistique. Ensemble canonique. Fonction de partition. Paradoxe de Gibbs. Paramagnétisme. Chaleur spécifique des solides. Théorie cinétique et distribution Maxwell de la vitesse. Phénomène de transport. Équilibre entre les phases et équilibre chimique. Disbtribution classique (Maxwell-Boltzmann) et quantique (Bose-Einstein, Fermi-Dirac). Loi de Planck et gaz d'électrons.

(3-0)
Préalables : MATH2013 et PHYS2523
Radiations électromagnétiques et corps-noir. Diffusion de radiation. Interaction, matière-photons. Interaction matière-photons. Particules et ondes. Principe d'indétermination. Équations de Schrödinger. Puits de potentiel. Niveaux d'énergie. Pénétration d'une barrière. L'atome d'hydrogène. Quantification. Effet Zeeman. Spin. Moment cinétique. Principe d'exclusion. Couplage L-S et J-J. Molécules. Rotations et vibrations moléculaires.

(0-6)
Préalables : PHYS2523
L'étudiante ou l'étudiant fera l'apprentissage de méthodes de laboratoire, de techniques de rédaction de rapports et de notions d'incertitudes expérimentales en complétant une série de projets expérimentaux. Au moins un des projets devrait faire appel à la programmation pour l'acquisition de données.



RÉSULTATS D'APPRENTISSAGE :


À la fin de ce cours, l'étudiante ou l'étudiant aura : acquis de façon pratique les bases de la physique expérimentale; acquis une confiance dans la théorie physique en observant expérimentalement le comportement de la matière.

(0-6)
Préalables : PHYS3583
Mise en application de différents concepts tels que la réfraction, dispersion, interférence, polarisation, diffraction et cohérence de la lumière dans des expériences de formation d'images. d'interférométrie, de spectroscopie et de physique des lasers, ou autres expériences pertinentes à la réalisation des objectifs.



RÉSULTATS D'APPRENTISSAGE :


À la fin de ce cours, l'étudiante ou l'étudiant sera en mesure de : mettre en pratique les notions d'optique géométrique; savoir utiliser un amplificateur à détection synchrone pour faire des mesures physiques précises; concevoir une expérience d'interférence à deux ondes avec un laser; savoir utiliser un prisme ou un réseau de diffraction comme élément disperseur pour séparer des longueurs d'onde; pouvoir construire un interféromètre de Michelson en vue de l'utiliser pour des expériences de spectroscopie; connaître les mesures de sécurité à prendre lors de la manipulation de sources de lumière intenses tels que des lasers; savoir mesurer la puissance de sortie d'un faisceau laser, son étant de polarisation et sa longueur d'onde; savoir aligner un résonateur afin d'obtenir l'oscillation laser et mettre en pratique la notion de mode et les techniques de filtrage modal dans un laser.

(3-0)
Préalables : PHYS2523 et PHYS2143
Concomitant : PHYS3303
Rappel: ondes électromagnétiques; équations d'ondes; ondes planes, sphériques, cylindriques; photons, énergie impulsion. Amplitude de Fresnel, réflexion et transmission. Polarisation. Interférométrie, réseau, multicouches. Diffusion. Lois de Kirchhoff pour diffraction scalaire. Mesures optiques. Théorie de cohérence pour laser. Théorie ellipsométrique de réflexion, transmission sur substrats semi-transparents. Aspects expérimentaux.



RÉSULTATS D'APPRENTISSAGE :

À la fin de ce cours, l'étudiante ou l'étudiant sera en mesure de : connaître les quantités physiques associées à la lumière, leur signification et les relations entre elles; comprendre comment la lumière se propage et comment elle interagit avec les matériaux; analyser des montages optiques en appliquant un formalisme mathématique approprié.

(3-0)
Préalables : PHYS2143 et MATH3503
Bref rappel de la mécanique Newtonienne. Principe variationnel. Principe de moindre action. Travail virtuel. Équations d'Euler-Lagrange. Lagrangien et équations de Lagrange, Hamiltonien et équations de Hamilton, crochets de Poisson. Multiplicateurs de Lagrange. Théorème de Liouville. Applications. Transformations canoniques. Théorie de Hamilton-Jacobi. Applications.

(3-0)
Préalables : PHYS3303 et PHYS3503 (ou l'autorisation de la directrion du Département)
Concomitant : PHYS3313
Applications des mathématiques avancées, électrodynamique, théorie des systèmes, fonctions de Green, convolution, transformations de Fourier et de Hilbert (causalité), théorème de Helmholtz, fonctions spéciales, éléments d'optique linéaire (dispersion, modèle de Lorentz, relations Kramers-Kronig, optique de Fourier) et non linéaire (équations de Maxwell non linéaire, second harmonique, soliton optique).

(3-0)
Préalables : PHYS3503
Espaces vectoriels complexes. Espace adjoint. Notation de Dirac. Opérateurs hermitiques, unitaires. Commutation. Grandeurs propres. Diagonalisation. Espaces vectoriels de dimension infinie des fonctions. Représentations et opérateurs position, quantité de mouvement et énergie. Transformée de Fourier adaptée au domaine quantique. Équation de Schrödinger. Fonction d'onde. Construction des postulats de la mécanique quantique.

RÉSULTATS D’APPRENTISSAGE :

(3-0)
Préalables : PHYS4503
Observables. Probabilités, statistiques. Dispersion spectrale, principe d'incertitude généralisé. Concepts quantiques tels : superposition d'états, mesure, effondrement de la fonction d'onde. Équation de Schrödinger et opérateur d'évolution. Théorème d'Ehrenfest. Moment cinétique et spin. Potentiel central, atome d'hydrogène. Introduction à des thèmes avancés tels : indistinguabilité, produit tensoriel d'espaces vectoriels, intrication quantique.



RÉSULTATS D'APPRENTISSAGE :

À la fin de ce cours, l'étudiante ou l'étudiant sera en mesure de : comprendre plusieurs aspects du comportement quantique de la matière; expliquer divers aspects du comportement quantique de la matière; analyser des problèmes de mécanique quantique de base et avancés.

(3-0)
Préalables : PHYS3503
Structure et symétries cristallines. Réseaux réciproques et diffraction des rayons X. Liaisons et énergie interne des solides cristallins. Modes vibratoires des réseaux et phonons. Gaz d'électrons libres de Fermi. Chaleur spécifique des réseaux cristallins. Théorie des bandes d'énergie. Cristaux semi-conducteurs et dispositifs électroniques. Dispersion chromatique. Diélectriques. Excitons. Plasmons, polarons, supraconductivité.

(3-0)
Préalables : PHYS1373
Concomitant : MATH2113 et MATH2613
Principe de la relativité. Perplexités dans la propagation de la lumière. Dilation des durées. Contraction des longueurs. Relativité de la simultanéité. Effet Doppler-Fizeau. Espace-temps de Minkowski. Principe de causalité. Paradoxe des jumeaux. Quadrivecteurs. E=me2. Mécanique et électrodynamique relativistes. Applications de l'équivalence masse-énergie.

(3-0)
Préalables : PHYS2113 et PHYS3313
Cours théorique de niveau avancé traitant de sujets dans les domaines tels l'électrodynamique, l'optique, la physique de la matière condensée, l'astrophysique, les méthodes mathématiques et la mécanique quantique. La matière peut varier d'une année à l'autre selon les besoins des étudiantes et étudiants.

Note : (Cours à contenu variable)

(0-6)
Préalables : PHYS3593
Étude de divers phénomènes liés à la physique (minimum 4) à l'aide de méthodes expérimentales. Comparaison des données expérimentales avec les prédictions théoriques. Thèmes variés faisant appel à divers domaines de la physique : physiques classique et moderne, électronique, optique, vide poussé, couches minces.



RÉSULTATS D'APPRENTISSAGE :


À la fin de ce cours, l'étudiante ou l'étudiant sera en mesure de : atteindre une certaine autonomie en physique expérimentale; être familier avec certains équipements et instruments des laboratoires de physique; être capable de concevoir et réaliser un projet expérimental; savoir rédiger et évaluer des rapports techniques et des articles liés à l'expérimentation; être familier avec certaines expériences types de la physique.

(3-0)
Préalables : PHYS3503
Le noyau et ses propriétés; modèles nucléaires; désintégrations alpha, bêta et gamma; détection des particules nucléaires; réactions nucléaires, accélérateurs; particules élémentaires.

(0-6)
Préalables : PHYS3593 et PHYS4583 (ou l'autorisation de la direction du département)
Proposition d'une théorie/une expérience sur une question du domaine de la physique. Recherche bibliographique. Expérience pratique/modélisation dans un laboratoire de recherche. Préparation des échantillons. Analyse des résultats, modélisation. Rédaction d'un rapport technique et présentation du projet.

(3-0)
Préalables : PHYS2903
Estimation de paramètres. Structure de données d'un langage interprété. Algorithme du gradient et apprentissage automatique. Méthodes Monte Carlo et simulations thermostatistiques. Algorithme de Metropolis-Hastings. Dynamique moléculaire. Algorithme de Verlet. Solution numérique de l'équation de Schrödinger. Simulation de systèmes non-linéaires. Analyse numérique des fractales et des automates cellulaires.



RÉSULTATS D'APPRENTISSAGE :

À la fin de ce cours, l'étudiante ou l'étudiant sera en mesure de : comprendre la syntaxe avancée associée aux différentes structures de données d'un langage interprété; comprendre les stratégies d'optimisation de code; créer ses propres programmes et fonctions afin d'implémenter des algorithmes de physique numérique avancée; comparer les avantages entre les langages compilés et interprétés; évaluer les meilleures approches de calcul afin d'assurer un maximum de précision tout en minimisant le temps de calcul.

(3-2)
Préalables : Chimie 52411 (secondaire)
Unités de mesure. Chiffres significatifs. Nomenclature. Stoechiométrie. Loi des gaz. Structure atomique, nombres quantiques, configuration électronique. Tableau périodique. Liaisons ionique et covalente. Hybridation, géométrie moléculaire. Polarité. Forces intermoléculaires. Liquides et solides. Initiation aux techniques de laboratoire. Expérimentation des concepts de base.



RÉSULTATS D'APPRENTISSAGE :


L'étudiante ou l'étudiant sera en mesure : de comprendre les fondements théoriques de base des concepts de la matière, de l'atome, de la stoechiométrie et des liaisons chimiques; d'utiliser les unités de mesure et les chiffres significatifs; d'appliquer en laboratoire les concepts de la matière, de la stoechiométrie et des liaisons chimiques; d'utiliser des instruments tels la balance analytique, le thermomètre et la pipette; de comprendre les règles de sécurité et les bonnes pratiques en laboratoire.

(3-1)
Préalables : MATH30411C (secondaire du NB) ou MATH1023
Rappels. Fonctions et opérations. Fonctions polynomiales, rationnelles, trigonométriques, exponentielles et logarithmiques. Fonction réciproque. Limites et continuité. Dérivée et fonction dérivée, interprétation géométrique, dérivées d'ordres supérieurs. Dérivation en chaîne, dérivation implicite. Approximations linéaires. Règles de l'Hôpital. Tracés de courbes et optimisation. Méthode de Newton-Raphson.

(3-1)
Préalables : MATH1073 ou (MATH1153 avec note B)
Coordonnées polaires. Nombres complexes. Équations paramétriques. L'intégrale définie : sommes de Riemann, interprétation géométrique, propriétés. Primitives, intégration, théorème fondamental du calcul intégral. Méthodes d'intégration. Intégrales généralisées. Applications à la géométrie, au calcul des centres de masse, etc. Suites et séries géométriques. Utilisation d'un logiciel de calcul symbolique.

(3-1)
Préalables : MATH1173
Fonctions de plusieurs variables réelles. Dérivées partielles et dérivées partielles d'ordre supérieur. Approximation linéaire et différentielle. Règle de dérivation en chaîne. Extrema de fonctions de plusieurs variables. Multiplicateurs de Lagrange. Suites et séries réelles. Séries entières. Théorème de Taylor.

(3-1)
Préalables : MATH2013 ou MATH2023
Intégrales multiples. Géométrie affine. Fonctions vectorielles et leurs dérivées. Courbes paramétrées. Courbure, torsion, formules de Frenet-Serret. Dérivée directionnelle. Gradient, divergence, rotationnel. Intégrales de contour, intégrales de surface, intégrales de volume. Analyse vectorielle, théorème de flux-divergence, théorème de Stokes. Équations différentielles.

(3-1)
Préalables : MATH1073 ou MATH1153
Matrices. Opérations sur les matrices. Algorithme de Gauss-Jordan. Résolution de systèmes d'équations linéaires. Déterminants. Valeurs et vecteurs propres. Introduction aux espaces vectoriels. Applications linéaires et changement de base. Diagonalisation. Applications diverses : animation, méthode des moindres carrés, graphes orientés, chaînes de Markov. Utilisation d'un logiciel de calcul numérique.

(3-0)
Préalables : MATH2013 ou MATH2023
Résolution des équations du premier ordre et de certaines équations d'ordre supérieur. Applications. Systèmes d'équations différentielles linéaires. Transformation de Laplace: propriétés et applications. Utilisation des séries de Fourier pour résoudre les équations aux dérivées partielles séparables. Utilisation d'un logiciel mathématique.



RÉSULTATS D'APPRENTISSAGE :

L'étudiante ou l'étudiant doit acquérir les méthodes et les outils qui lui permettent d'appliquer les équations différentielles et les transformées de Laplace dans de nombreux contextes. Elle ou il doit également posséder les notions de base des séries de Fourier et des équations aux dérivées partielles séparables et être à l'aise avec leur application aux problèmes de cordes vibrantes ou à l'équation de la chaleur.

(3-0)
Préalables : MATH2013 ou MATH2023
Nombres complexes. Fonctions holomorphes, équations de Cauchy-Riemann. Théorème et intégrale de Cauchy. Dérivées des fonctions holomorphes. Séries de Taylor et de Laurent. Théorème des résidus et applications. Transformation conforme et applications.



RÉSULTATS D'APPRENTISSAGE :

L'étudiante ou l'étudiant doit, après avoir étudié la topologie des nombre complexes, bien connaître les propriétés fondamentales des fonctions holomorphes d'une variable complexe. En outre, elle ou il doit étudier et bien approfondir le théorème de Cauchy et les résultats importants qui en découlent. Elle ou il devra être à l'aise avec la théorie des résidus et ses applications au calcul de certaines intégrales.

(3-0)
Historique et contenu de l'univers. Système Terre-Lune-Soleil : marées, saisons, éclipses et calendrier. Système solaire. Instruments astronomiques et observation de l'univers. Corps noir et effet de serre. Spectre, structure et évolution des étoiles. Nucléosynthèse. Amas d'étoiles, galaxies normales et actives, matière sombre et cosmologie. Notions d'archéoastronomie. La vie dans notre univers.



OBJECITFS DE COURS :


À la fin de ce cours, l'étudiante ou l'étudiant sera en mesure de : connaître l'histoire et le contenu de l'univers; connaître le système solaire; comprendre la mécanique du système Terre-Lune-Soleil, notamment les processus qui créent les marées et les saisons, les éclipses et le calendrier; connaître les principaux instruments servant à observer l'univers; comprendre les corps noirs et l'effet de serre; comprendre le processus de formation et d'évolution des étoiles; comprendre les mécanismes de base de nucléosynthèse à l'intérieur des étoiles; comprendre le lien entre les phénomènes cosmologiques et la vie dans l'univers.

(3-0)
Préalables : PHYS2523 et (MATH2613 ou MATH2013)
Classification spectrale, équations de Boltzmann et de Saha. Équilibre hydrostatique, formation stellaire et critère de Jeans. Transfert radiatif, opacités, convection et atmosphères stellaires. Structure interne, étoiles variables et évolution stellaire. Nucléosynthèse : fusion, processus r et s. Naines blanches, étoiles à neutron et trous noirs. Amas d'étoiles et populations stellaires.

(3-2)
Préalables : PHYS2523 et (MATH2613 ou MATH2013)
La Voie Lactée : structure et évolution. Classification morphologique des galaxies, relation Tully-Fisher, galaxies actives et matière sombre. Interaction des galaxies, amas et superamas. Cosmologie : loi de Hubble, cosmologie Newtonienne, densité critique, équation de Friedmann, théorie du Big-Bang et nucléosynthèse primordiale. Observations : utilisation d'un télescope, caméra CCD, observations photométriques et spectroscopiques.

(3-0)
Connaissance de base de la biologie cellulaire et de son environnement chimique. Organisation de la cellule et l'exploration de la fonction de ses composants. Perméabilité membranaire, métabolisme, synthèse des protéines, division cellulaire et transfert de l'information génétique. Introduction à la physiologie animale.

(3-3)
Connaissance de base en biologie cellulaire. Organisation cellulaire et fonction de ses composants. Perméabilité membranaire, métabolisme, synthèse des protéines, division cellulaire et transfert de l'information génétique. Introduction à la physiologie animale. Travaux pratiques portant sur la démarche et rédaction scientifiques, utilisation du microscope, étude des types de cellules.



RÉSULTATS D'APPRENTISSAGE :

Cours théorique et pratique présentant une introduction à la biologie des êtres vivants. Des molécules à la cellule.

(3-0)
Préalables : CHIM1013 ou CHIM1014 ou CHIM1113 ou CHIM1114
Propriétés colligatives. Solubilité des gaz. Équilibre chimique. Principe de Le Chatelier. Cinétiques, réactions de précipitation. Acides, bases, courbes de titrages, tampons. Oxydation et réduction : cellules électro-chimiques, potentiels standards, spontanéité.

(3-2)
Préalables : CHIM1113 ou CHIM1114
Propriétés colligatives. Solubilité des gaz. Équilibre chimique. Principe de Le Chatelier, Cinétique, réactions de précipitation. Acides, bases, courbes de titrages, tampons. Oxydation et réduction : cellules électro-chimiques, potentiels standards, spontanéité. Initiation aux techniques de laboratoire. Expérimentation des concepts de base.

(3-2)
Fonctionnement, systèmes et architecture d'un ordinateur. Environnement de travail, sécurité. Stratégies pour la résolution de problèmes : décomposition et raffinement graduel, algorithmes, description informelle. Langage de programmation évolué : syntaxe, structures de données élémentaires, structures de contrôle, pseudo-code, codage, bon style de programmation. Introduction à la récursivité et aux tableaux.

(3-0)
Préalables : MATH3503
Équations différentielles d'ordre 2. Équations aux dérivées partielles de la physique mathématique. Fonctions spéciales. Fonction de Green, problèmes variationnels.

(3-0)
Préalables : MATH3503 ou l'autorisation du directeur ou de la directrice du Département.
Courbes planes et gauches. Formules de Frenet. Théorie des surfaces: première et deuxième formes quadratiques. Formules de Gauss-Weingarten. Les tenseurs et leurs applications à la théorie des surfaces. Éléments de géométrie intrinsèque.