SEMESTRE 2
Agrégation de Physique (mécanique quantique)
L3PS : Etudes de documents scientifiques
SEMESTRE 1
M2 : Interaction Atomes-Photons
Cours 1 : Introduction à la mécanique quantique
Cours 2 : Degrés de liberté externes (Schrödinger, méthode des moyennes, oscillateur...)
Cours 3 : Degrés de liberté interne, spin, états intriqués
Cours 4 : Approximation semi-classique, méthodes approchées
Cours 5 : Marche de potentiel, effet tunnel, réflection quantique
Cours 6 : interaction lumière-matière
TD1 : Equation de Schrödinger, rôle des conditions aux limites
TD2 : Spin et intrication
TD3 : L'état lié du puits de Dirac
TD4 : Equation de Gross-Pitaevskii, approche variationnelle
Sujets :
Cours 10 septembre 2018 (2 heures)
Documents distribués :
Les constantes fondamentales en physique. Alphabet grec. Multiples et sous multiples.
Formulaire de trigonométrie
Cahier de TDs
Cours : Unités, dimensions, analyse dimensionnelle, ordres de grandeur
Cours 13 septembre 2018 (2 heures)
Fin du cours : Unités, dimensions, analyse dimensionnelle, ordres de grandeur
et TD 1
Cours 17 septembre 2018 (2 heures)
Fin du TD1
Cours : Notions élémentaires d'analyse statistique
Cours 20 septembre 2018 (2 heures)
TD: Exercices sur l'intégration par parties
Cours 24 septembre 2018 (2 heures)
Cours: Fin du cours sur les Notions élémentaires d'analyse statistique
TD: sur les notions élémentaires d'analyse statistique
Cours 27 septembre 2018 (2 heures)
TD: Rappel intégration par parties et équations différentielles du premier ordre
Cours : début du cours sur la radioactivité
Cours 1er octobre 2018 (2 heures)
Cours: fin du cours sur la radioactivité. Début du cours sur les Rappels de géométrie vectorielle
TD: radioactivité
Cours 3 octobre 2018 (2 heures)
Cours : Fin des Rappels de géométrie vectorielle
Cours : sur l'inventaires des forces
Cours 4 octobre 2018 (2 heures)
TD : TD sur les forces
Cours 8 octobre (4 heures)
Cours : système du premier ordre
Cours : Coordonnées polaires, cylindriques et sphériques
Cours 10 octobre 2018 (2 heures)
Document distribué :
TD : TD6 sur les équations différentielles du premier ordre + complètements
Cours 15 octobre 2018 (4 heures)
TD: TD7 Rotations, Coordonnées polaires et Mouvement à force centrale
Cours: Mouvement d'une particule chargée dans un champ magnétique et électrique. Applications
Cours 22 octobre 2018 (2 heures)
TD: Particule chargée dans un champ électrique et magnétique
Cours 24 octobre 2018 (2 heures)
Cours: Oscillateurs Harmoniques
Cours 25 octobre 2018 (2 heures)
Cours: suite du cours sur les Oscillateurs Harmoniques
TD: Début du TD sur le même sujet
Cours 5 novembre 2018 (2 heures)
Correction des DM2 et 4 + du devoir surprise
TD: TD oscillateurs
Cours 8 novembre 2018 (2 heures)
Cours : Début du cours sur énergie, travail, puissance
Cours 12 novembre 2018 (2 heures)
Cours : Fin du cour sur énergie, travail et puissance
Cours 22 novembre 2018 (2 heures)
début TD Energie, travail, puissance
Cours 23 novembre 2018 (2 heures)
Fin TD Energie, travail, puissance
Cours 26 novembre 2018 (2 heures)
Cours : Oscillations forcées
Cours 29 novembre (2 heures)
TD: Oscillations forcées
Cours 30 novembre (2 heures)
TD : fin du TD sur les oscillations forcées
Cours : frottement solide
Cours 3 décembre (2 heures)
Cours: Cours sur le pendule
Cours 7 décembre (2 heures)
TD: Frottement solide & pendule
Cours: oscillateurs couplés
Cours 10 décembre (2 heures)
Corrigé DM5
Fin du cours oscillateurs couplés
Cours collisions
Cours 5 septembre 2018 (1h30)
Documents distribués :
Cours : Rappels sur le traitement quantique des degrés de liberté externes (Rappel 1,2,5)
Cours & TD 12 septembre 2018 (3h)
Cours : Fin des rappels sur le traitement
quantique des degrés de liberté externes
Cours sur les degrés de liberté internes (spineurs)
TD : TD1 et le premier exercice du TD2
Cours & TD 19 septembre 2018 (3h)
Documents distribués :
Cours : Le principe variationnel
TD: Fin du TD 2 et début du TD3
Cours 24 septembre 2018 (1h30)
Documents distribués :
Cours : théorie des perturbations stationnaires
TD: fin du TD3
Cours 26 septembre 2018 (3h00)
Cours : Théorie des perturbations stationnaires d'un système à deux niveaux / Méthode Dalgarno Lewis
TD : TD sur les perturbations stationnaires. Début TD5 Transport quantique
Cours 1 octobre 2018 (1h30)
Cours : Début du cours sur la résonance magnétique
TD : Fin du TD5 Transport quantique
Cours 3 octobre 2018 (3h00)
Cours : Approximation adiabatique et phase de Berry
TD : Approximation adiabatique pour un système à deux niveaux
Cours 10 octobre 2018 (3h00)
Document distribué
Corrigé du DM
Cours : début du cours sur la Théorie des perturbations dépendant du temps
TD : Perturbations dépendant du temps
Cours 24 octobre 2018 (3h00)
Document distribué
Cours: Fin du cours sur la théorie des perturbations dépendant du temps
Cours sur rotation et moment cinétique.
TD: Début du TD sur les particules quantiques dans des potentiels périodiques
CC de mécanique quantique (mercredi 7 novembre, 2h00)
Cours 14 novembre 2018 (3h00)
Document distribué
Cours: Symétries en mécanique quantique
TD: Symétries en mécanique quantique
Pas de cours le 21 novembre 2018
Cours 28 novembre 2018 (3h00)
Cours: Particules identiques en mécanique quantique, début du cours sur les corrélations quantiques
TD: Particules identiques
Cours 5 décembre 2018 (3h00)
Cours: Corrélations quantiques
TD: Cryptographie quantique
Cours 12 décembre 2018 (3h00)
Cours: Diffusion à 1 dimension, supersymétrie
Cours 19 décembre 2018 (1h30)
Cours: Diffusion à 3 dimension
Cours 6 novembre 2018
Documents distribués :
Introduction à l'interaction matière rayonnement
A) La point de vue de Lorentz
B) La théorie phénoménologique d'Einstein
Cours 1 : Interaction atome-rayonnement. Traitement semi-classique
I - Description du système étudié et de son Hamiltonien
1) Description par le potentiel vecteur
2) Hamiltonien de l'atome
3) Ordre de grandeur relatif des différents termes
II - Effet Doppler et de recul
1) Description classique du mouvement atomique
2) Description quantique du centre de masse (absorption, émission, ordre de grandeur)
Cours 13 novembre 2018
Documents distribués
III - Approximation dipolaire électrique
1) Choix de jauge
2) Règle de sélection sur les éléments de matrice de WDE
IV - Dipôle magnétique et quadrupole magnétique
V - Polarisabilité atomique et forces d'oscillateur
Cours 2 : Quantification du champ électromagnétique. Notion de photon. Le vide quantique
I - Comment caractériser un photon
1) Les équations de Maxwell dans l'espace réciproque
2) Analogie avec une collection d'oscillateurs harmoniques indépendants du temps
3) Quantification de l'oscillateur harmonique 1D
4) Quantification d'un oscillateur harmonique complexe
5) Quantification d'un mode du champ électromagnétique
6) Quantification du champ électromagnétique
II - Quelques conséquences étonnantes
1) L'énergie du vide
2) La force de Casimir entre deux plaques métalliques
3) Les états de Glauber
Cours du 4 décembre 2018
4) L'effet Hanbury-Brown et Twist
Cours 3 : Matrice densité
I - Introduction
II- Reformulation de la mécanique quantique
a) Etat pur en mécanique quantique
b) Les nouveaux principes
III - Système composite et trace partielle
a) Notion de trace partielle
b) Notion d’intrication
c) Entropie d'intrication
Cours du 18 décembre 2018
IV - Mélange statistique
a) Introduction
b) Superposition d'états et mélange statistique
c) Désordre et entropie
d) Matrice densité d'un état pur. Exemples. Etat partiellement mixte
V - Les ensembles micro-canoniques et canoniques
a) Exemple 1 : Spins 1/2 à l'équilibre thermodynamique dans un champ magnétique statique
b) Exemple 2 : Matrice densité en représentation {|x>} d'une particule libre
c) Exemple 3 : Matrice densité en position d’un oscillateur harmonique
Cours 4 : Le champ dans tous ses états
Introduction
I - Les états cohérents
1) Définition
2) Propriétés
3) Mélange statistique d'états cohérents
4) Génération d'états cohérents par une source de courant classique
II - Quadrature du champ - Représentation dans l'espace des phases
1) Opérateur quadrature du champ
2) Représentation dans l'espace des phases
3) Char de Schrödinger et décohérence
Cours 8 janvier 2019 (4 heures)
III - Etats comprimés
1) Définition
2) L'opérateur compression
3) Hamiltonien Kerr : de la compression aux chats de Schrödinger
Cours 5 : Lames séparatrices et interférences
I - La lame séparatrice linéaire (LSL)
1) Le modèle
2) Effet d'une LSL sur quelques états du champ
II - Combinaison de LSL et interférométrie
1) Le Mach-Zehnder à 1 photon
2) Le Mach-Zehnder à n photons
3) Détection homodyne
III - Les lames non-linéaires
1) Le modèle
2) Le Mach-Zehnder non linéaire
3) Décohérence sur le Mach-Zehnder non linéaire
Cours 6 : Interaction d'un atomes à deux niveaux avec un mode du champ électromagnétique
I - Expression de l'hamiltonien sous l'approximation du champ tournant
II - Etudes des états propres
III - Le couplage atome - photon à résonance. Protocole d'intrication
IV - Réalisation expérimentale
V - Etude du régime dispersif - préparation conditionnelle d'un chat de Schrödinger
VI - Catalyse quantique
L'émission spontanée