Unité fondamentale 3

 

Math3

Séries et équations différentielles. (2 cours + 1TD) / semaine  VHG = 67,5 heures. 6 crédits.

Séries Numériques

Propriétés générales ; séries à termes positifs ; critères de convergence. Séries à termes quelconques ; convergence absolue ; semi convergence ; critères de convergences. Produit de séries ; associativité et commutativité de la somme d’une série.

Suites et séries de fonctions.

Suites de fonctions ; convergence simple ; convergence uniforme ; continuité, dérivabilité et intégrabilité de la limite d’une suite de fonction. Séries de fonctions ; convergence simple, absolue, normale, uniforme, continuité, dérivabilité et intégrabilité de la somme d’une série de fonctions.

Séries entières.

Rayon de convergence. Continuité, dérivabilité et intégrabilité de la somme d’une série entière. Développement en séries entières.

Équations différentielles

Notions générales. Équations différentielles du premier ordre. Équations différentielles du second ordre à coefficients constants avec second membre.

Physique 3

Vibrations, ondes mécaniques et optique. (2 cours + 1TD) / semaine  VHG = 90 heures. 7 crédits.

Partie I : Vibrations

Généralités sur les vibrations.

Définition d’un mouvement vibratoire. Exemples de systèmes vibratoires. Mouvements périodiques.

Systèmes linéaires à un degré de liberté

 Les oscillations libres. L’oscillateur harmonique. Pulsation propre d’un oscillateur harmonique. L’énergie d’un oscillateur harmonique.

Les oscillations libres amorties. Forces d’amortissement. Équation des mouvements. Oscillations pseudo périodiques (décrément logarithmique, facteur de qualité).

Les oscillations libres forcées. Définition. Cas d’une excitation sinusoïdale (résonance, déphasage). Cas d’une excitation périodique quelconque.

Les oscillations amorties forcées. Équation des mouvements. Régime transitoire, régime permanent. Bande passante. Facteur de qualité.

Analogie entre systèmes oscillants mécaniques et électriques.

Systèmes linéaires à plusieurs degrés de liberté

 Systèmes à 2 degrés de liberté. Libres (pulsations propres). Libres forcés. Libres amortis (régime transitoire et régime permanent). Amortis forcés. Systèmes à N degrés de liberté.

 Partie II : Ondes

Généralités sur les ondes mécaniques

Classification des ondes.

Intégrale générale de l’équation générale d’ondes planes.

Vitesse de phase.

Notion de front d’onde.

Réflexion et transmission des ondes.

Relation entre les différentes grandeurs représentant l’onde.

Ondes longitudinales dans les fluides

Ondes planes dans un tuyau cylindrique

Équation d’ondes dans un gaz

Équation d’ondes dans un liquide

Impédance acoustique

Impédance caractéristique

Énergie transportée par une onde

Coefficients de réflexion et de transmission d’ondes (conditions aux limites)

Effet Doppler

Ondes dans les solides

Vitesse de propagation d’ondes longitudinales dans un barreau solide

Vitesse de propagation d’ondes transversales dans un barreau solide

Coefficients de réflexion et de transmission d’ondes (conditions aux limites)

Ondes transversales dans une corde

Équation de propagation

Pulsations propres

Impédance caractéristique

Énergie d’une onde progressive

Réflexion et transmission des ondes

Ondes stationnaires

Milieu résonnant.

Partie III : OPTIQUE

Chapitre 1 : Optique géométrique

 Indice d’un milieu

 Principes de l’optique géométrique

Lois de Snell-Descartes

Stigmatisme et aplanétisme

Grandissement et grossissement

 Dioptre plan : formule de conjugaison

Prisme : déviation et dispersion

Miroirs sphériques et miroirs plans: formule de position et construction d’images

Lentilles minces : formule de position et construction d’images

Systèmes centrés : formules de conjugaison et de grandissement

Systèmes dioptriques et catadioptriques

Optique ondulatoire

Superposition de deux ondes monochromatiques de même fréquence

Conditions d’interférence

Interférence de deux ondes cohérentes

Interférence en lumière bi chromatique et en lumière blanche

 

Chim 3

Chimie minérale et organique.  (2 cours + 1TD) / semaine  VHG = 67,5 heures. 6 crédits.

I- Chimie minérale

Les liaisons chimiques :

 Liaison ionique . Liaison covalente. Polarisation des liaisons. Notions d’hybridation. Liaisons dans les complexes.

L’hydrogène : 

Etat naturel. Obtention industrielle et au laboratoire. Propriétés physico-chimiques et utilisations. Les hydrures.

Les halogènes : 

Dans tous les cas on étudiera l’état naturel, obtention et propriétés physico-chimiques. Le fluor. Le chlore. Le brome. L’iode.

L’oxygène, l’ozone et les peroxydes : 

État naturel de l’oxygène. Obtention industrielle et au laboratoire de l’oxygène. Propriétés physico-chimiques et utilisation de l’oxygène. État naturel de l’ozone. Propriétés physico-chimiques et utilisation de l’ozone. Les peroxydes

Le Soufre :

 Propriétés. État naturel, obtention et propriétés physico-chimiques. Le sulfure d’hydrogène. Les oxydes de soufre et les oxacides. Fabrication de l’acide sulfurique, utilisation

L’Azote :

  État naturel, obtention et propriétés physico-chimiques. Ammoniac et propriétés. Les oxydes et les oxacides de l’azote. Préparation de l’acide nitrique, utilisation

Le Phosphore, l’Arsenic et l’Antimoine :

  Le Phosphore ( état naturel, obtention, variétés allotropiques, utilisation). L’Arsenic (état naturel, obtention). L’Antimoine (état naturel, obtention)

Le Carbone :

État naturel, graphite, diamant, structures et propriétés physico-chimiques. Les oxydes de carbone. Préparation de l’anhydride carbonique.

Le Silicium :

Obtention et propriétés physico-chimiques. Les oxydes et les oxacides de Silicium, quartz, silicates. Structures, gel de silice. Les silicones

Le Bore :

État naturel, obtentions et propriétés physico-chimiques). Les boranes, les halogénures de bore. Les oxydes et les oxacide du bore

Les métaux : 

Propriétés des métaux, liaison métallique, structures. L’Aluminium (état naturel, obtention et propriétés physico-chimiques, utilisation). Le Fer (état naturel, obtention et propriétés physico-chimiques, utilisation)

Les métaux alcalins : 

(considérations générales du groupe I ). Sodium (fabrication d’après le procédé Down, composés, procédé Solvay)

Les métaux alcalino-terreux :

(considérations générales du groupe II ). Magnésium ( état naturel, obtention, composés, chaux vive, chaux éteinte)

 

II. Chimie organique

Introduction à la chimie organique.

Valences et hybridations du carbone.

Classification des fonctions organiques, nomenclature. Introduction aux principales réactions (addition, élimination, substitution). Introduction à la chimie structurale. Isoméries et stéréo-isoméries. Isoméries planes ; géométries stériques. Isomérie optique (chiralité, pro chiralité), configuration relative et absolue (série aliphatique et cyclique), racémisation et résolution de racémiques.

Stéréochimie : conformations, configurations, modes de représentation ( Cram, Fisher, Newman), détermination configurations absolues.

La stéréo-isomérie(relation d’énantiomérie et de diastéréoisomérie) Stéréochimie dynamique. Effets électroniques : inducteurs, mésomères, conjugaison, résonance et aromaticité.