Introduction aux différents concepts de la physique moderne en vue d'applications en génie biomédical. Électrons et photons : nature ondulatoire et corpusculaire des photons et électrons; rayons X, principe d'incertitude; équation de Schrödinger, effet tunnel, Atomes et molécules : niveaux d'énergie électroniques et nombres quantiques, niveaux d'énergie vibrationnels et rotationnels des molécules, laser et spectroscopie. État solide : cohésion dans les solides, propriétés électroniques optiques et magnétiques des solides. Optique moderne : optique géométrique et ondulatoire; contraste; cohérence de la lumière; microscopie optique. Applications : rayons X et leur diffraction par des biomolécules; différents microscopes : électronique, à effet tunnel, à force atomique; nano-outils; laser, spectroscopie atomique, spectroscopie moléculaire; laser à état solide, nanoparticules et points quantiques; l'il et ses correctifs, microscope optique, dommages par laser.
- Enseignant (éditeur) : Michael Mougharbel
- Enseignant (éditeur) : Alice Wu
- Enseignant (éditeur) : Paul Xing
Révision de la thermodynamique. Espace de phase des états. Les ensembles statistiques : micro-canonique, canonique et grand-canonique. Fermions et bosons. Distribution de Maxwell-Boltzmann, de Fermi-Dirac et de Bose-Einstein. Théorie du champ moyen. Transition de phase. Fluides classiques. Applications : gaz idéal classique, cristal d'Einstein, paramagnétisme, ferromagnétisme,modèle d'Ising en 1D et 2D, corps noir, gaz de photons, d'électrons et de bosons, électron de conduction dans un métal.
- Responsable du site: Sébastien Francoeur
- Responsable du site: Denis Seletskiy
- Enseignant (éditeur) : Xavier Daxhelet
- Enseignant (éditeur) : Catherine Dupuis Desrosiers
Introduction aux risques spécifiques associés à la santé et à la sécurité au travail en relation avec le génie physique, tels que les effets des radiations ionisantes, des rayons X, du rayonnement optique ou radiofréquence. Présentation des normes et règlements de sécurité concernant l'utilisation des appareils tels que les hautes tensions ou les lasers, la manipulation de produits radioactifs, de produits chimiques ou autres matériaux toxiques et la sécurité dans les salles blanches ou les laboratoires en général. Présentation de la symbolisation, des aspects de sécurité dans les lieux de travail, de la prévention et des programmes d'urgence. Normes ISO, applications au génie physique. Développement durable.
- Responsable du site: Marina Pushkareva
Comportement électromagnétique de la matière : propriétés diélectriques, magnétiques et propriétés de transport. Mécanismes de polarisabilité électrique et magnétique. Comportement macroscopique des matériaux dans un champ électrique statique et alternatif. Comportement microscopique : le champ local. Piézoélectricité, ferroélectricité, diamagnétisme, paramagnétisme, ferromagnétisme. Anisotropie et structure en domaines. Dynamique de spins. Transport électronique. Équation de Boltzmann.
- Enseignant (éditeur) : Christian Lacroix
Notions de mécanique quantique : opérateurs, états purs et états mixtes, mesure, intrication, non-localité. Notions d'information classique : modèles universels, classes de complexité, énergie et calcul. Information quantique : circuits, parallélisme et interférences quantiques.Algorithmes de Simon, Shor et Grover. Cryptographie quantique, téléportation, correction d'erreurs. Entropie de l'information : entropie de Shannon, entropie de Von Neumann. Survol des ressources nécessaires à la réalisation d'un ordinateur quantique.
- Enseignant (éditeur) : Catherine Dupuis Desrosiers
Interaction d'une onde électromagnétique avec les atomes et la matière. Temps de vie des états excités. Diffusions Rayleigh et Raman. Mécanismes d'élargissement. Instrumentation de spectroscopie : sources, détecteurs, dispersion et interférométrie. Symétrie : application de la théorie des points, classification des états et détermination des transitions permises. Spectroscopie rotationnelle et ses applications: énergies de rotation et détermination de la composition et la configuration des molécules. Spectroscopie vibrationnelle et ses applications: modes de vibration et principes d'identification d'un composé à partir de son spectre. Spectroscopie électronique et ses applications. Spectroscopie des solides : structure de bandes, transitions et propriétés optique, excitations (excitons, polaritons, plasmons, ...). Nanostructures quantiques et leurs avantages pour des applications technologiques.
- Responsable du site: Stephan Reuter
Rayonnement classique et quantique. Le photon. Quantification du champ. Fluctuations du vide. États nombre, états cohérents, états comprimés. Paradoxe d'Einstein-Podolsky-Rosen. Inégalités de Bell. États intriqués. Téléportation et cryptographie quantique. Non-démolition quantique. Interaction lumière-matière. Système à deux et trois niveaux en régime classique. Fluorescence résonante. Système à deux niveaux en régime quantique. Émetteurs de photons uniques, de photons intriqués. Intrication spin-photon et chaines de photons intriqués.
- Responsable du site: Sébastien Francoeur
- Enseignant (éditeur) : Stéphane Virally
Conversion de l'énergie. Pollution de l'espace, de l'air, de l'eau, du sol et pollution souterraine due à la production et à la conversion de l'énergie. Détection et propagation de la pollution. Étude des impacts sur l'environnement et sur la santé pour les filières du charbon, du pétrole, de l'hydro-électrique et du nucléaire. Pollution et risques associés aux modes de production d'électricité géothermique, éolienne, solaire, par fusion et par biomasse.