Option spécifique Physique et Application des Mathématiques

Objectifs généraux

Physique

Comprendre et exercer le travail de modélisation, de réflexion critique à travers l’expérimentation et de synthèse théorique propre au scientifique et en particulier au physicien. Acquérir les principes de base sur lesquels est construit l’édifice théorique de la physique et se familiariser avec les outils indispensables au travail de laboratoire (appareils de physique, méthodes d’analyse des mesures, informatique…).

Application des mathématiques

L’enseignement revêt un caractère interdisciplinaire. Il permet à l’élève de mettre en œuvre des outils mathématiques dans des situations concrètes apportées par des disciplines telles que la biologie, la physique ou l’économie. Il vise le développement de la curiosité, de l’imagination et de l’esprit critique.

Plan d’étude

1èreannée
2eannée
3eannée
Physique
3h
2h
2h
Application des Maths
1h
2h
2h
Total pour l’option
4h
4h
4h

 

L’enseignement est constitué de leçons de théorie et de travaux pratiques en demi-groupes, en laboratoire pour la physique et en salle d’informatique pour l’application des mathématiques.

Programmes

Physique

  • Mécanique Etude du mouvement à travers les notions de force (la gravitation, par exemple) et d’énergie. Etude des problèmes liés aux chocs.
  • Thermodynamique Etude de différents processus thermiques comme le transport de chaleur (la conduction et la convection), les changements d’état (frigo), la dilatation, …
  • Optique géométrique Etude des propriétés de la lumière: réflexion, réfraction, … (fibres optiques, œil, microscope, …) ainsi que des limites du modèle géométrique.
  • Ondes Etude des propriétés de différentes ondes: battements, résonnances, … amenant à comprendre ce qu’est une gamme musicale, le mur du son, un laser, …
  • Electromagnétisme Etude de divers phénomènes électriques (condensateurs, courant alternatif, …) et magnétiques (dynamo, transformateur, …).
  • Relativité, physique quantique Aperçu des théories d’Einstein, Bohr, …

Application des mathématiques

  • Introduction à la programmation (Logiciel MuPad).
  • Suites et séries.
  • Cryptologie.
  • Simulation de phénomènes aléatoires.
  • Séries de Taylor.
  • Résolution numérique d’équations différentielles.
  • Résolution de problèmes concrets liés à la physique, l’économie, la biologie, etc.

Evaluation

  • Le travail de l’élève est évalué de façon continue durant l’année. La moyenne annuelle de l’option est une combinaison de la note de physique et de l’application des mathématiques.
  • L’examen final est constitué d’une épreuve écrite et d’une interrogation orale portant sur les connaissances de l’élève en physique et en application des mathématiques.