UE Electromagnétisme

Diplômes intégrant cet élément pédagogique :

Descriptif

L’enseignement porte essentiellement sur les ondes électromagnétiques dans le vide et dans les milieux diélectriques (production, propagation, réflexion-transmission, absorption). Un premier chapitre traite des équations de Maxwell dans le vide. Les premiers chapitres constituent un pré-requis pour l’enseignement d’optique de L3 Physique et/ou Physique-Chimie. Le traitement se situe dans le cadre de la physique classique (non relativiste).

Contenu du cours et des TD
1. Equations de Maxwell dans le vide
2. Les ondes électromagnétiques dans le vide – Importance des ondes planes progressives monochromatiques
3. Puissance transportée par un champ électromagnétique – Energie électromagnétique – Vecteur de Poynting
4. Le rayonnement des ondes électromagnétiques par les charges
5. Réflexion d’une onde plane sur un conducteur parfait – Propagation guidée
6. Absorption, dispersion, paquets d’onde – cas des plasmas et des conducteurs ohmiques
7. Ondes électromagnétiques dans un milieu diélectrique

Contenu des Travaux Pratiques
Les TP portent plus généralement sur la propagation pour tenir compte du fait que les étudiants de L2 n’ont pas fait de TP ni de propagation. On insiste sur les similitudes et les différences entre ondes sonores et ondes électromagnétiques :
- Tuyau sonore (ondes stationnaires, résonance, profil d’ondes, coefficient de réflexion)
- Ondes ultrasonores (diagramme de rayonnement, amplitude, interférences, effet Doppler)
- Ligne coaxiale
- Guides d’onde (ultrasonore et électromagnétique)
- Rayonnement du cornet



Pré-requis

Socle de connaissances et de savoir-faire de L2 qui servira de pré-requis :  OPPM, paquets d’ondes, dispersion, vitesses de phase et de groupe

- Électromagnétisme de L2 (équations de Maxwell,OPPM, paquets d’ondes, dispersion, vitesses de phase et de groupe )
- Ondes et optique ondulatoire de L2
- Outils mathématiques : résolution d'équations différentielles simples (système du 1er ordre, système du 2ème ordre), manipulation de vecteurs, grandeurs complexes, dérivation et intégration de fonctions simples (une, deux ou 3 variables), opérateurs locaux (gradient, divergence, rotationnel), systèmes de coordonnées (cartésien, cylindrique, sphérique)

Compétences visées

Les compétences visées sont des objectifs de connaissances, compréhension, application et synthèse (4 premiers niveaux de la taxonomie de Bloom). 
L’étudiant doit développer dans le cadre de cette UE une habileté dans le maniement des outils mathématiques usuels dans l’enseignement des ondes (grandeurs complexes, équations différentielles du 2ème ordre, dérivation et intégration, manipulation des vecteurs et produit vectoriel, opérateurs locaux dans les différents systèmes de coordonnées).
Au niveau méthodologique, l’enseignement suppose une grande régularité dans le travail compte-tenu de la quantité d’informations à assimiler.


En TP :
- Qualité de la  rédaction (structuration, clarté, propreté)
- Savoir-faire : mesures usuelles, incertitudes, modélisation et validation (méthode du chi2)
- Analyse : interprétation

Bibliographie

Manuels classiques d'électromagnétisme de CPGE et d'Université

Modalités de contrôle des connaissances

Session 1 ou session unique - Contrôle de connaissances

NatureTypeNature d'évaluationDurée (min)Coeff.
MATIEREde 1 à 6 CC Ecrit et/ou Oral25%
MATIERE1 CC Ecrit - devoir surveillé9025%
MATIERE1 CT Ecrit - devoir surveillé18050%

Session 2 - Contrôle de connaissances

NatureTypeNature d'évaluationDurée (min)Coeff.
MATIEREde 1 à 6 CC Ecrit et/ou Oral25%
MATIERECC Ecrit - devoir surveillé9025%
MATIERE1 CT Ecrit - devoir surveillé12050%

Informations complémentaires

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