UE Optique et cristallographie

Diplômes intégrant cet élément pédagogique :

Descriptif

Chapitre 1 : Introduction
Chapitre 2 : Notions de motif, réseau et structure des cristaux
Chapitre 3 : Opérations et éléments de symétrie
Définition des opérations de symétrie, éléments de symétrie, représentations des opérations de symétrie.
Chapitre 4 : Les réseaux cristallins
Réseaux bidimensionnels, réseaux tridimensionnels, le réseau réciproque, systèmes cristallins et classes cristallines.
Chapitre 5 : Diffraction des rayons X par les structures cristallines
Notions de base sur les ondes électromagnétiques et les photons, domaines spectral et énergétique des rayons X, sources de rayons X pour la cristallographie, diffraction des rayons X.
Chapitre 6 : Relations constitutives de l’électromagnétisme, polarisation électronique
Calcul tensoriel de la polarisation linéaire, matrice de polarisation, réduction des tenseurs par le principe de Neumann.
Chapitre 7 : Equations de Maxwell et propagation de la lumière dans les milieux anisotropes
Equations de Maxwell, équation de propagation, surface des indices, ellipsoïde des indices, configuration vectorielle des champs.
Chapitre 8 : Effets de la double réfraction sur diverses propriétés
Vecteur d’onde, lois de Snell-Descartes, vecteur de Umov-Poynting, direction de polarisation, lames de phase.
Chapitre 9 : Modélisation de la susceptibilité électrique
Les bases du modèle de Drüde-Lorentz, l’oscillateur harmonique, susceptibilité électrique, fonction diélectrique, indice complexe, indice de réfraction, indice d’extinction, coefficient d’absorption/atténuation, dispersion de l’indice de réfraction, équation de Sellmeier, dispersion du coefficient d’atténuation, isolants, semi-conducteurs, conducteurs.

Les TP illustrent directements les chapitres décrits.

S'ajoute un TP au choix via le Centre d'Enseignement Supérieur et d'Initiation à la Recherche par l'Expérimentation (CESIRE). L'étudiant a ainsi la possibilité d'accomplir des expérimentations en laboratoires mettant en oeuvre des instruments de pointe.

Pré-requis

PDPHY124-PDPHY235-PDPHY244

Compétences visées

cristallographie géométrique, diffraction des rayons X, propriétés de la lumière, optique cristalline, calcul tensoriel, apprentissage de la modélisation en physique.

Bibliographie

1 J. Protas, Diffraction des rayonnements, Paris: Dunod Editeur, 1999.
2. C. Malgrange, C. Ricolleau, F. Lefaucheux, Symétries et propriétés physiques des cristaux , EDP Sciences/CNRS Editions, 2011.

Modalités de contrôle des connaissances

Session 1 ou session unique - Contrôle de connaissances

NatureTypeNature d'évaluationDurée (min)Coeff.
TPCC Ecrit - rapport6020%
MATIERECC Ecrit - devoir surveillé6015%
MATIERECT Ecrit - devoir surveillé18057%
CHOIXCC Ecrit - rapport8%

Session 2 - Contrôle de connaissances

NatureTypeNature d'évaluationDurée (min)Coeff.
MATIERECT Ecrit et/ou Oral18072%

Informations complémentaires

Méthode d'enseignement : En présence
Langue(s) : Français