PHYS504 : Méthodes informatiques pour la physique

Ce cours est destiné à donner aux étudiants quelques notions d'analyse numérique qu'ils devront utiliser pour la réalisation d'un projet de simulation. On commencera par quelques rappels de langage C en supposant que les notions standard d'informatique sont connues et ont été introduites précédemment, par exemple dans un cours de Pascal.

Rappels de C : l'ABC du C selon Pascal

Rappels

Plan du cours

1. Recherche d'un extremum d'une fonction
2. Dérivation numérique
3. Intégration numérique
4. Résolution d'équations différentielles
5. Transformées de Fourier
6. Méthodes statistiques

Projets

Les projets forment la deuxième partie de cet enseignement. Les étudiants choisissent un projet par binôme. Un choix de sujets est donné, mais les plus motivés peuvent proposer un sujet personnel.

Liste des sujets proposés

Optique

• Tracé de rayons en optique géométrique
• Simulation d'un phénomène de mirage (tracé de rayons) ()

Physique statistique

• Thermalisation d'un ensemble de particules dans un gaz
• Jet de particules sortant par un trou (Ramy Assardier, Noé Boinot)

Mécanique

• Accélération d'une sonde spatiale lors de son survol de Jupiter ()
• Trajectoires de satellites dans diverses conditions ()

Mécanique quantique

• Evolution temporelle d'un paquet d'onde ()

Electrocinétique

• Effet d'un ensemble RLC sur un signal (Ando Nary-Andriambelo)

Géophysique

• Propagation d'ondes sismiques à l'intérieur de la terre

Projets personnels

• Modélisation des cordes de guitare pour l'étude des harmoniques (Victoria Coudurier, Guilhem Mobé)

Projets personnels (proposés par les étudiants les années précédentes)

• Propagation d'une onde lumineuse dans une fibre optique à gradient d'indice
• Etude d'un fusil à air comprimé
• Diffusion de la chaleur
• Propagation de rayons cosmiques dans le champ magnétique terrestre
• Trajectoire d'un disque lancé par un athlète
• Etude d'un système chaotique