Informatique Appliquée aux Sciences Physiques

Frédéric Legrand

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Table des matières

Sciences physiques

• Électromagnétisme

  • Lois fondamentales

    • Charge de surface et discontinuité de EJavascriptWebGL

    • Courant de surface et discontinuité de BJavascriptWebGL

    • Conductivité électrique

    • Électromagnétisme stationnaire - Équation de Poisson

  • Électrostatique

    • Champ électrostatique de charges ponctuellesJavascript

    • Condensateur plan Python

    • Lentille électrostatique à deux conducteursPython

    • Sphère conductrice dans un champ uniformeMathematica

    • Diaphragme électrostatiquePython

  • Magnétostatique

    • Boucles circulaires coaxialesPython

    • Boucle circulairePython

    • Bobines de HelmholtzPython

    • SolénoidePython

    • Nappes de courantPython

    • Bobine épaissePython

    • Interaction entre deux dipôlesJavascript

    • Réseau de dipôlesJavascript

    • Aimant permanentPython

    • Aimant permanent : utilisation des intégrales elliptiquesPython

    • Force entre deux aimants permanentsPythonC/C++

  • Régime quasi stationnaire

    • Effet de peau et effet de proximitéPython

    • Effet de peau dans un fil rectilignePython

    • Chauffage par inductionPython

    • Freinage par courants induitsPython

  • Ondes électromagnétiques

    • Onde électromagnétique progressiveJavascriptWebGL

    • Onde électromagnétique stationnaireJavascriptWebGL

    • Onde électromagnétique : polariseurJavascriptWebGL

    • Superpositions d'ondes monochromatiques

    • Réflexion d'une onde sinusoïdaleJavascript

    • Train d'ondes et temps de cohérenceJavascript

    • Paquet d'onde et dispersionPython

    • Paquet d'onde et dispersionJavascript

    • Ondes électromagnétiques dans un milieu linéairePython

    • Réflexion d'une onde sur un milieu semi-infiniPython

    • Réflexion d'une onde électromagnétique sur un bon conducteurJavascript

    • Réflexion d'une onde électromagnétique monochromatique sur un plasmaJavascript

    • Réflexion de paquets d'onde sur un plasmaJavascript

    • Milieu linéaire stratifiéScilab

    • Structures multicouches de matériaux linéairesScilab

    • Réflexion à l'interface de deux milieux transparents

    • Réflexion et transmission d'un milieu absorbantScilab

    • Réflexion et transmission de l'ionosphèreScilab

    • Antenne demi-ondeMathematica

• Électronique

  • Filtres et oscillateurs

    • Simulation des circuits linéairesScilabMathematica

    • Amplificateur inverseurMathematica

    • Filtre réjecteur en double TMathematica

    • Filtres passe-bas de ButterworthMathematica

    • Filtres actifs de Sallen et KeyPython

    • Série de Fourier et filtrage d'un signal en créneauxMathematica

    • Série de Fourier et filtrage d'un signal en créneauxPython

    • Filtre et oscillateur LCPython

    • Boucle à verrouillage de phasePython

    • Détecteur d'inductance mutuellePython

    • Circuit RLC : réponse à un échelonPython

    • Bobine sur tore en ferritePython

    • Transfert d'énergie par couplage inductifPython

  • Simulations SPICE

    • Simulations SPICE : introductionPython

    • Lecture des sorties SPICE avec PythonPython

    • Lecture des sorties SPICE avec MathematicaMathematica

    • Simulation SPICE des transistors bipolairesPython

    • Simulation SPICE des amplificateurs opérationnelsPython

    • Simulation SPICE des transistors à effet de champ JFETPython

    • LTspice : importation d'un modèle de composant

    • Simulation SPICE avec KiCad

  • Transistors

    • Caractéristique d'un transistor bipolaire (I)Python

    • Caractéristique d'un transistor bipolaire (II)Python

    • Source de courant commandée en tensionPython

    • Amplificateur à émetteur communPython

    • Transistor MOSFET de puissance

  • Interface Python pour convertisseurs A/N Eurosmart

    • CAN Eurosmart : interface pour pythonPython

    • Enregistrement d'un signalPython

    • Déclenchement de l'acquisitionPython

    • Acquisition point par pointPython

    • Utilisation des sortiesPython

    • Mesure de fréquencePython

    • Diagramme de BodePython

    • Mesure d'une impédancePython

    • Caractéristique d'un dipôlePython

    • Étude électroacoustique d'un haut-parleurPython

    • Filtrage numérique d'un signalPython

    • Traitement numérique du signalPython

    • Acquisition et traitement parallèlesPython

    • Acquisition en mode permanentPython

    • Filtrage d'un signal audio en temps réelPython

    • Mesure de la vitesse du son et télémètre à ultrasonPython

    • Mesure d'un flux magnétiquePython

    • Mesure d'une inductance mutuellePython

    • Filtres passe-bande analogique et numériquePython

    • Mesure de déphasagePython

  • Traitement du signal

    • Traitement numérique du signal

    • Introduction à l'analyse spectralePython

    • Échantillonnage et reconstruction d'un signal périodiquePython

    • Introduction aux filtres numériquesPython

    • Exemples de filtres RIFPython

    • Échantillonnage et analyse spectrale (TP)Python

    • Filtres passe-bas analogiques et numériques (TP)Python

    • Filtres anti-repliement (TP)Python

    • Synthèse numérique d'un signal périodique (TP)Python

    • Filtres de reconstruction (TP)Python

    • Filtres passe-bande analogique et numérique (TP)Python

    • Intégrateurs analogique et numérique (TP)Python

    • Intégrateur numériquePython

    • Bruit de quantification (TP)Python

    • Stockage et visualisation de signauxPythonJavascript

    • Détecteur d'enveloppe

    • Transducteur piézoélectrique pour émission-réception d'ultrasonsPython

  • Arduino

    • Commande d'un Arduino en pythonPythonArduino

    • Échanges de données avec un ArduinoPythonArduino

    • Commande d'un moteur à courant continuArduino

    • Commande d'un moteur pas-à-pas bipolaireArduino

    • Commande d'un moteur pas-à-pas unipolaireArduino

    • Génération d'impulsions et d'interruptions périodiquesArduino

    • Mouvement périodique d'un moteur pas-à-pasArduino

    • Génération d'un signal périodique par modulation de largeur d'impulsionArduino

    • Pilotage d'un pont L298Arduino

    • Mesure de fréquence et de tempsArduino

    • Mesure de la fréquence d'un oscillateurArduino

    • Conversion analogique-numérique rapide avec échantillonnagePythonArduino

    • Conversion analogique-numérique multivoies avec échantillonnagePythonArduino

    • Implémentation du filtrage numérique sur un microcontrôleurArduino

    • Filtrage numérique sur arduinoPythonArduino

    • Analyse spectrale sur arduinoArduino

    • Amplificateur différentiel pour arduinoArduino

    • Onduleur monophasé MLIArduino

    • Onduleur diphasé MLI pour bobinesArduino

    • Rotation d'un aimant dans un champ magnétique oscillantArduino

    • Onduleur pour chauffage par inductionArduino

    • Convertisseur DC-DCArduino

    • Mesures courant-tension de puissanceArduino

    • Amplificateur audio de classe DArduino

    • Accéléromètre et gyromètre I2CPythonArduino

    • Déclenchement d'une caméra BaslerArduino

    • Jauge de déformationPythonArduino

    • Convertisseur analogique-numérique 16 bits I2CPythonArduino

    • Boucle à verrouillage de phase à oscillateur numériqueArduino

    • Détecteur d'inductance mutuelleArduino

    • Émetteur et récepteur d'impulsions utrasonoresArduino

    • Émetteur et récepteur d'ultrasons à 40 kHzArduino

    • CalorimétrieArduino

    • Déclenchement d'un Timer par une interruption matérielleArduino

  • Arduino Due

    • Synthèse d'un signal périodiquePythonArduino

    • Conversion analogique-numérique et acquisitionPythonArduino

    • Filtrage numérique d'un signal audioPythonArduino

    • Génération d'un signal périodique par modulation de largeur d'impulsionArduino

    • Analyse spectrale sur Arduino DuePythonArduino

  • Arduino Yun

    • Décharge d'une pile ou d'un accumulateurArduino

  • Arduino nano 33 BLE

    • Arduino 33 BLE : communication BluetoothArduino

    • Arduino 33 BLE : convertisseur A/NArduino

    • Arduino 33 BLE : modulation de largeur d'impulsionArduino

    • Arduino 33 BLE : mesure de temps et de fréquenceArduino

    • Arduino 33 BLE : mesure de capacitéArduino

• Optique

  • Interférences et diffraction

    • Interférence de deux ondesPython

    • Expérience des miroirs de Fresnel

    • Expérience des miroirs de FresnelJavascriptWebGL

    • Interférométrie stellaire

    • Spectrométrie interférentielle

    • Interféromètre de MichelsonJavascriptWebGL

    • Diffraction par une ou plusieurs ouverturesJavascriptWebGL

  • Réflexion et transmission

    • Couches semi-réfléchissantes

    • Indice de réfraction des verres optiques

  • Colorimétrie

    • Sensibilité spectrale visuellePython

    • Principe de la colorimétriePython

    • Repérage des couleurs CIE XYZPython

    • Espaces de couleur RGBPython

    • Diagramme de chromaticitéPython

    • Couleurs interférentiellesPython

    • Illuminants : étude expérimentalePython

    • Mesures de couleurs de surface par spectrométriePython

  • Formation des images

    • Dioptres centrés : optique géométriquePython

    • Dioptres centrés : calcul des aberrationsPython

    • Dioptres centrés : diffractionPython

    • Fonction de transfert optiquePython

    • Obstruction centrale des télescopesPython

    • Dioptres centrés : fonction de transfert optiquePython

    • Lentille convergente : aberrations géométriquesPython

    • Télescope de NewtonPython

    • Télescope de Maksutov-CassegrainPython

• Thermodynamique

  • Propriétés thermodynamiques

    • Propriétés des phases condensées

    • Eau saturée (liquide et vapeur)Scilab

    • Eau saturée (liquide et vapeur)Python

    • Fluide réfrigérant R134AScilab

    • Fluide réfrigérant R134APython

  • Transferts thermiques

    • Équation de diffusion thermiqueScilab

    • Conduction thermique à une dimensionPython

    • Conduction thermique en régime stationnairePython

    • Production d'entropie dans la diffusion thermiqueScilab

    • Rayonnement du corps noirScilab

    • Lampe à filament de tungstène

    • Effet de serre et bilan radiatif de la TerrePython

• Mécanique

  • Mouvement d'une particule chargée

    • Particule dans un champ magnétique dipolaireMathematica

    • Particule dans un champ électrique axialMathematica

    • Particule dans le champ de deux charges égales.Mathematica

    • Particule dans le champ de deux charges égalesPython

    • Particule dans le champ d'un fil rectiligne chargéPython

    • Particule dans un champ magnétique axialPython

    • Particule dans le champ d'une bobinePython

  • Pendule pesant

    • Pendule libre conservatifScilabMathematica

    • Pendule libre conservatifPython

    • Pendule en référentiel non galiléenPythonJavascript

    • Étude expérimentale d'un pendule pesantPython

    • Boussole dans un champ magnétiquePython

    • Pendule doublePython

    • Pendule doubleJavascript

    • Pendule : résonance paramétriquePythonArduino

  • Boussole chaotique

    • Définition du problèmePythonScilab

    • Résonances principalesPython

    • Accrochages de fréquencesPython

    • SimulationJavascript

    • Simulation avec animationJavascript

  • Moteurs

    • Forces de Laplace sur un cadreJavascript

  • Chaîne d'oscillateurs

    • Chaîne d'oscillateurs linéaires à bords fixesMathematica

    • Chaîne d'oscillateurs linéaires en boucleMathematica

    • Problème FPU : implémentation CUDAPython

    • Problème FPU périodique : implémentation CUDAPython

    • Problème FPU : module pythonPython

    • Problème FPU : récurrence du mode fondamentalPython

  • Dynamique du solide indéformable

    • Équations du mouvement d'un solide

    • Toupie pesante à point fixeMathematica

    • Toupie sur un planScilabMathematica

    • Cinématique d'un système de solidesPython

  • Collisions entre solides

    • Collision sans frottement entre deux disquesPython

    • Collision sans frottement entre deux disquesJavascript

    • Collision sans frottement entre N disquesPython

    • Détection des collisions entre N solides : méthode discrètePython

  • Frottement entre solides

    • Étude expérimentale du frottement solidePython

    • TribomètrePython

    • Frottement solide avec élasticitéJavascript

  • Mécanique céleste

    • Système solaire : orbites képleriennesPython

    • Système solaire : équations différentiellesPython

• Chimie

  • Cinétique des réactions chimiques

    • Cinétique de réactions consécutivesScilab

  • Thermodynamique des réactions chimiques

    • Calcul des constantes d'équilibre

    • Oxydation du dioxyde de soufre

    • Vaporéformage du méthane

    • Réduction des oxydes métalliques

  • Chimie analytique

    • Acides en solution aqueusePython

    • Dosage d'un polyacide par une base fortePython

  • Électrochimie

    • PotentiostatPython

    • Courbes courant potentiel du ferPython

    • Courbe courant-potentielJavascript

    • Caractéristique électrique d'une pile

    • Base de données électrochimiques

  • Chimie atomique

    • Classification périodique des éléments

    • Atome d'hydrogèneMathematica

• Physique statistique

  • Simulations de Monte-Carlo

    • Densité volumiquePython

    • Densité volumiqueJavascriptWebGL

    • Flux de particules à travers une surfaceJavascriptWebGL

    • Distribution de BoltzmannPython

    • Méthodes de Monte-Carlo en physique statistiquePython

    • Simulation de Monte-Carlo d'un système à énergie constanteJavascript

    • Distribution de Boltzmann : échantillonnagePython

    • Particules indépendantes à spectre discretJavascript

    • Algorithme de MetropolisPython

    • Modèle d'Ising à une dimensionPython

    • Modèle d'Ising à deux dimensionsPython

    • Modèle d'Ising à deux dimensions

    • Modèle d'Ising 2D : MetropolisJavascript

    • Sphères dures sur un pavage bidimensionnelPython

    • Modèle des sphères dures à deux dimensionsPython

    • Modèle des sphères dures à deux dimensions : équation d'étatPython

    • Modèle des sphères dures 2D : MetropolisJavascript

  • Dynamique moléculaire

    • Modèle de sphères molles à deux dimensionsPython

    • Modèle des sphères molles 2D : équation d'étatPython

    • Modèle de Lennard-Jones à deux dimensionsPython

    • Dynamique de molécules de Lennard-Jones 2DJavascript

• Physique quantique

  • Mécanique ondulatoire

    • Paquet d'onde de matièreJavascript

    • Paquet d'onde d'une particule matériellePython

    • Réflexion d'une onde sur un milieu semi-infiniPython

    • Réflexion d'une onde de matière sur une marche de potentielJavascript

    • Réflexion de paquets d'onde sur une marche de potentielJavascript

    • Équation de Schrödinger à une dimensionPython

    • Équation de Schrödinger à une dimensionJavascript

    • Diffraction d'un paquet d'onde de matière

    • Diffusion d'une particule par un potentiel constant par morceauxPython

    • Particule confinée à une dimensionPython

Calcul numérique

• Équations différentielles ordinaires

  • Méthodes d'Euler

    • Méthode d'Euler expliciteScilab

    • Méthode d'Euler impliciteScilab

    • Méthode d'Euler symplectiqueScilab

    • Intégration des équations du mouvement : méthodes d'EulerPython

    • Équation du pendule : méthodes d'EulerPython

  • Méthode de Bulirsch-Stoer

    • Méthode de Bulirsch-StoerPython

    • Calculs d'intégrales : méthode de RombergPython

  • Méthodes de Runge-Kutta

    • Méthodes de Runge-Kutta emboîtées

  • Méthodes symplectiques

    • Méthode de Störmer-Verlet

    • Système hamiltonien à champ magnétique

  • Module DYNODE

    • Interface pour Python

    • Systèmes dynamiques

• Équations différentielles aux dérivées partielles

  • Équation de diffusion à une dimension

    • Équation de diffusion à une dimension : discrétisation et méthode numérique

    • Équation de diffusion à une dimensionScilab

    • Équation de diffusion à une dimensionMathematica

    • Équation de diffusion à une dimensionPython

    • Diffusion à une dimensionJavascript

    • Équation de diffusion : méthode de FourierPython

    • Équation de Schrödinger à une dimension

  • Équation de diffusion à deux dimensions

    • Équation de diffusion à deux dimensions

    • Équation de schrödinger à deux dimensions

    • Équation de schrodinger à deux dimensions : module PythonPython

  • Équation de Poisson à deux dimensions

    • Équation de Poisson : résolution numériquePython

    • Discrétisation de l'équation de Poisson à deux dimensions

    • Discrétisation de l'équation de Poisson en coordonnées polaires

    • Discrétisation de l'équation de Poisson en géométrie axiale

    • Discrétisation de l'équation de Poisson vectorielle

    • Méthode de Gauss-Seidel

    • Méthode multigrilles

    • Équation de Poisson : module PythonPython

    • Équation de Poisson : méthode des éléments finisPython

• Méthodes numériques

  • Interpolation

    • Interpolation polynomialePython

  • Méthodes de Monte-Carlo

    • Échantillonnage des distributions de probabilité discrètesPython

    • Principe des méthodes de Monte-CarloPython

    • Distribution binomialePython

    • Distribution de GaussPython

    • Calcul d'intégrales : méthode de Monte-CarloPython

    • Calcul de moments d'inertie par intégration de Monte-CarloPython

  • Algèbre linéaire

    • Équations linéairesPython

  • Optimisation

    • Méthode des moindres carrésPython

    • Recherche d'un minimum à une dimensionPython

• Traitement du signal

  • Transformée de Fourier discrète

    • Introduction à l'analyse spectralePython

    • Échantillonnage et reconstruction d'un signal périodiquePython

    • Série de FourierMathematica

    • Série de FourierPython

    • Transformée de FourierMathematica

    • Transformée de FourierPython

    • Transformée de Fourier d'une imagePython

    • Analyse spectrale d'un signal numériqueMathematica

    • Analyse spectrale d'un signal numériquePython

    • Synthèse harmonique et analyse spectraleJavascript

    • Analyse spectrale d'un sonMathematica

    • Analyse spectrale d'un sonPython

    • Analyse spectrale d'un sonJavascript

    • Analyse d'un signal audioJavascript

    • Transformée de Fourier rapidePython

    • Transformée de Fourier rapidePython

    • Diffraction par une ou plusieurs ouverturesJavascriptWebGL

    • Échantillonnage d'un signalPython

  • Filtrage du signal

    • Synthèse harmonique et filtrageJavascript

    • Introduction aux filtres numériquesPython

    • Filtrage par convolution

    • Filtres à réponse impulsionnelle finie (RIF)Mathematica

    • Filtres à réponse impulsionnelle finie (RIF)Python

    • Exemples de filtres RIFPython

    • Analyse spectrale et filtrage numériqueJavascript

    • Filtres intégrateur et dérivateurPython

    • Filtres à réponse impulsionnelle infinie (RII)Python

    • Conception d'un filtre par placement de zéros et de pôlesPython

    • Conception et mise en œuvre des filtres numériquesPython

    • Synthèse d'un signal ou d'une image bruitéPython

    • Autocorrélation d'un signalPython

    • Filtre médianPython

• Traitement de l'image

  • Niveaux et couleurs

    • Traitement d'image : niveaux de grisPython

    • Espace des couleurs RVB et triangle de MaxwellJavascriptWebGL

    • Espace des couleurs RVBPython

    • Conversion d'une image en TSV et sélection de teintesJavascriptWebGL

    • Interpolation bilinéairePython

  • Filtrage

    • Synthèse d'un signal ou d'une image bruitéPython

    • Introduction au filtrage des imagesPython

    • Filtrage d'une image par convolutionPython

    • Filtrage par convolutionJavascriptWebGL

    • Détection des bordsPython

    • Filtres gaussiensPython

    • Transformée de Fourier d'une imagePython

    • Filtrage par transformée de FourierJavascriptWebGL

  • Extraction d'informations

    • Extraction de lignes par transformation de HoughPython

    • Extraction de régionsPython

  • OpenCV sur Python

    • Détection des bordsPython

    • Extraction de lignes par transformation de HoughPython

    • Segmentation par sélection de couleurPython

    • Suivi d'un objet coloréPython

  • Interface Mathematica-OpenCV

    • InstallationMathematica

    • Fonctions de l'interfaceMathematica

    • Lecture d'une image ou d'une vidéoMathematica

    • Repérage manuel de pointsMathematica

    • Niveaux de gris et couleursMathematica

    • Extraction de contoursMathematica

    • Filtrage par convolutionMathematica

    • Transformée de HoughMathematica

    • Rétroprojection d'un histogrammeMathematica

• Infographie

  • Géométrie

    • Transformations affines

    • Projection perspective

    • Transformations affines et perspectivePython

    • Transformations de visualisation

    • Arborescence d'objets

    • Courbes de BézierPython

    • Triangulation d'un polygone simplePython

  • Lancer de rayons

    • Introduction au lancer de rayonsPython

• Algorithmes

  • Analyse syntaxique

    • Évaluation d'expressions mathématiquesPython

    • Évaluation d'une expression mathématiquePython

  • Géométrie

    • Enveloppe convexePython

    • Distance minimale entre deux polygones convexesPython

    • Recherche rapidePython

Documentation

• Calculateur javascript

  • Fonctions de base

    • Introduction

    • Graphiques 2D

    • Interface utilisateur

  • Calcul numérique

    • Équations différentielles ordinaires

    • Équation de Poisson 2D (WebCL)

    • Traitement du signal

  • Graphiques 3D (WebGL)

    • Construction d'une scène

    • Surface z=f(x,y)

    • Images

    • Courbes et points

• Système d'édition scidoc

  • Généralités

    • Introduction

    • Organigramme

  • Édition des pages

    • Interface avec Python

    • Interface avec mathematica

    • Interface avec scilab

    • Fonctions

    • Liaisons avec un programme externe

    • Tableaux

  • Équations mathématiques

    • Module ptex2mathml

  • Dessin vectoriel

    • Fonctions de base

    • Formes d'usage général

    • Tracé de courbes

    • Dessin de circuits électriques

    • Équations mathématiques

    • Module python pyDraw