(Astro)Physique I : Électromagnétisme
Réf. 62002
- Durée : 10 semaines
- Effort : 40 heures
- Rythme: ~4 heures/semaine
- Langues: Français
Description
Ce cours d'électromagnétisme est le premier d'une série de cours de physique qui vous donnera les bases nécessaires pour aborder l'astrophysique.
Dans la première partie du MOOC électromagnétisme, nous découvrirons les base de l’analyse vectorielle appliquée à la physique. Nous traiterons ensuite l’électromagnétisme, proprement dit, en introduisant les champs électriques et magnétiques par leur action sur une particule chargée. Puis, après avoir vu les opérateurs divergence et rotationnel et les théorèmes de Stokes et d'Ostrogradski, nous étudierons les équations de Maxwell et leur divers régimes : les ondes électromagnétiques, l’électrostatique, la magnétostatique, les régimes variables et l’induction magnétique.
La plupart des exemples que nous utiliserons dans ce cours proviennent de l’astrophysique et en particulier de la physique du Soleil, qui est un merveilleux laboratoire distant présentant une large variété de phénomènes électromagnétiques.
Format
Parcours (Astro)Physique
Ce cours de physique, de niveau L2, est le premier d'une série de cours dédiés à la Physique permettant d'acquérir les bases nécessaires pour comprendre plus en profondeur l'astrophysique. Le deuxième Hydrodynamique et MHD est également disponible sur FUN.
Collection "Comprendre et Structurer l'Univers"
Le parcours (Astro)Physique vient appuyer la collection de MOOCs thématiques "Comprendre et Structurer l'Univers" à venir, proposée par l'Observatoire de Paris et PSL. Cette collection est réalisée par G. Bessou et T. Boulogne de la cellule TICE de l'Observatoire de Paris et est coordonnée par C. Balkowski et M. Puech, astronomes à l'Observatoire de Paris.
Prérequis
Ce cours s’adresse à tous ceux qui veulent maîtriser les bases de physique nécessaires pour comprendre les mécanismes qui sont à l’oeuvre dans l’Univers. Étudiants, enseignants, amateurs d‘astronomie, vous êtes tous les bienvenus.
Ce cours est d’un niveau L2 scientifique. En particulier, il est recommandé d'avoir
en mathématiques : des notions de géométrie (repère cartésien, vecteur, norme) de trigonométrie et d'analyse (fonctions à plusieurs variables, intégration, équations différentielles),
en physique : des notions de cinématique (vitesse et accélération), de dynamique (force, travail, puissance), d'électricité (courant, intensité) et éventuellement de structure de l'atome.
Evaluation et Certification
Ce MOOC ne délivre pas de certification mais une attestation pour ceux qui auront suivi le cours jusqu'au bout avec succès. À la fin de chaque chapitre, un test ainsi que des exercices vous seront proposés pour évaluer les savoirs acquis, les apprenants ayant une note moyenne de 70% sur l'ensemble des tests et de 50 % sur 5 exercices spécifiques se verront décerner l'attestation.
Plan de cours
- Semaine 1 : Présentation du cours et bases de l'analyse vectorielle
- Semaine 2 : Force de Lorentz, mouvement d'une particule chargée dans un champ électrique et dans un champ magnétique
- Semaine 3 : Équation horaire, oscillateur harmonique, effet Zeeman, effet d'une onde sur un électron
- Semaine 4 : Analyse vectorielle (opérateurs, circulation, flux, théorème de Stokes et d'Ostrogradski)
- Semaine 5 : Équations de Maxwell dans des milieux conducteurs
- Semaine 6 : Ondes dans le vide et dans un milieu diélectrique
- Semaine 7 : Équations de Maxwell en régimes stationnaires : l'électrostatique
- Semaine 8 : Équations de Maxwell en régimes stationnaires : la magnétostatique
- Semaine 9 : Force de Laplace, loi d'Ohm, Induction et ARQS
- Semaine 10 : Équation de conservation de l'énergie électromagnétique
Équipe pédagogique
Jean-Marie Malherbe
Catégories
Astronome, Observatoire de Paris, LESIA
Spécialiste de physique du Soleil, il travaille avec le plus puissant télescope spatial dédié à l'observation du soleil, le satellite JAXA/NASA HINODE (SOLAR B) lancé en 2006.
Charlotte Gehan
Catégories
Doctorante, Observatoire de Paris, LESIA
Elle étudie les pulsations des étoiles géantes rouges afin d'en déduire leur rotation interne, plus particulièrement la rotation de leur coeur.
Établissements
Licence
Licence pour le contenu du cours
Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
Vous êtes autorisé à :
- Partager — copier, distribuer et communiquer le matériel par tous moyens et sous tous formats
- Adapter — remixer, transformer et créer à partir du matériel
Selon les conditions suivantes :
- Attribution — Vous devez créditer l'oeuvre, intégrer un lien vers la licence et indiquer si des modifications ont été effectuées à l'oeuvre. Vous devez indiquer ces informations par tous les moyens raisonnables, sans toutefois suggérer que l'offrant vous soutient ou soutient la façon dont vous avez utilisé son oeuvre.
- Pas d’Utilisation Commerciale — Vous n'êtes pas autorisé à faire un usage commercial de cette oeuvre, tout ou partie du matériel la composant.
- Partage dans les Mêmes Conditions — Dans le cas où vous effectuez un remix, que vous transformez, ou créez à partir du matériel composant l'oeuvre originale, vous devez diffuser l'oeuvre modifiée dans les même conditions, c'est à dire avec la même licence avec laquelle l'oeuvre originale a été diffusée.
Licence pour le contenu créé par les participants du cours
Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions
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- Adapter — remixer, transformer et créer à partir du matériel
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