Programme de colle S18 : lundi 23 - vend 27 février

Optique ondul chap.4 : Michelson (Cours)

Ne pas insister sur le réglage du faisceau incident (sera revu à la rentrée)
Ne pas insister sur le cas lumière blanche (sera revu à la rentrée)

- Point de vue utilisé en cours : sur le schéma "réel" de l'interféromètre, les RL doivent être dessinés colinéaires aux axes des bras. Les angles entre RL et normales aux miroirs (pour calcul ddm) ne doivent être dessinés que sur les schémas équivalents
- deux types de schémas équivalents :
    -- celui avec une source "primaire" et les deux miroirs en lame d'air ou coin d'air
    -- celui avec deux sources secondaires cohérentes, les miroirs n'apparaissent plus
- à demander à un étudiant : calcul p(M) dans plan focal lentille CV de projection (avec les deux schémas équivalents possibles)
- à demander à un étudiant (ddm par coeur ici) exploitation expression ddm : allure figure interférence, ordre décroît quand on s'écarte du centre de l'écran, rayon des anneaux, faire rentrer les anneaux pour tendre vers le contact optique, que voit-on en lumière blanche ? + réglages des faisceaux !
- à demander à un étudiant : calcul ddm en coin d'air (en l'assimilant à lame d'air d'épaisseur variable), les RL arrivant avec une incidence normale sur le coin, puis exploitation : allure figure interférence, expression interfrange, écarter les franges pour approcher le contact optique, que voit-on en lumière blanche + réglages des faisceaux !
- vidéo illustrant le cours (présente également tous les réglages du Michelson) :
https://www.youtube.com/watch?v=WxUIiStThU0

 

Optique ondul chap.3 : Trous Young, élargissement spatial et spectral de la source (Cours et exos)

- demander à un.e membre du trinôme : démo expression ordre p(M) trous Young dans conditions std, puis allure éclairement sur écran (numérotation des franges)
- demander à un.e membre du trinôme : démo expression ordre p(M) trous Young dans conditions Fraunhofer
- Effet de l'introduction d'une lame de verre
- la généralisation au cas des fentes est issue de l'observation expérimentale
- Comparaison avec l'expérience : enveloppe de diffraction (différence trous / fentes)
- effet déplacement spatial de la source
- Cas du doublet spatial a été traité
- Cas du doublet spectral a été traité
- Source spatialement large et spectre large traité : calcul intégral complet a été fait
- critère brouillage doit pouvoir aussi être énoncé par coeur avec Δp (signification de "Δ" doit être claire)
- Cas lumière blanche : prédire l'odg du nombre de franges visibles, notion de spectre cannelé, dénombrement (en un point de l'écran) des cannelures et valeurs des longueur d'ondes éteintes
- réseau plan : expression ddm, montage expérimental (conditions Fraunhofer), (le reste n'a pas été traité)

Optique Ondul chap.4 : Michelson

- Cours
Doc principal Optique_chap4_Michelson.pdf
Activités Optique_chap4_Michelson_activites.pdf

- TD Optique_chap4_Michelson_TD.pdf
Exos 1 à 3 à préparer pour le mardi de la rentrée 24/02

- Vidéo complète (réglages, observations) :
https://www.youtube.com/watch?v=WxUIiStThU0&list=PLz2...

Optique Ondul chap.3 : Fentes d'Young

- Cours
Doc principal Optique_chap3_Young.pdf
Activités Optique_chap3_Young_activites.pdf

Programme de colle S17 : lundi 02 - vend 06 février

Optique ondul chap.3 : Trous Young, élargissement spatial et spectral de la source (Cours et exos)

- cours pas terminé, mais on peut déjà poser des exos (bien guider)
- demander à un.e membre du trinôme : démo expression ordre p(M) trous Young dans conditions std, puis allure éclairement sur écran (numérotation des franges)
- demander à un.e membre du trinôme : démo expression ordre p(M) trous Young dans conditions Fraunhofer
- Effet de l'introduction d'une lame de verre
- la généralisation au cas des fentes est issue de l'observation expérimentale
- Comparaison avec l'expérience : enveloppe de diffraction (différence trous / fentes)
- effet déplacement spatial de la source
- Cas du doublet spatial a été traité
- Cas du doublet spectral a été traité
- critère brouillage (cas doublets) doit pouvoir aussi être énoncé par coeur avec Δp
- Source spatialement large

- Spectre large PAS ENCORE traité
- cas lumière blanche : PAS ENCORE traité
- réseau plan : PAS ENCORE traité

 

Optique ondul chap.2 : Superposition d'ondes (Cours)

- demander à un(e) étudiant(e) de refaire la démo mettant en évidence les différentes conditions nécessaires à la réalisation d'interférences (avec énoncé)
- ils doivent aussi pouvoir les énoncer par coeur
- attention aux pb de vocabulaire : DeltaPhi = "différence de retard de phase" (au point M ? en S à l'émission ?)

Pour deux ondes :
- ddm, ordre d'interférences
- demander à un(e) étudiant(e) d'établir la formule de Fresnel avec les complexes (en supposant donc les deux sources cohérentes), après que la cohérence des deux sources (secondaires nécessairement) a été affirmée
- critère milieu frange brillante, milieu frange sombre
- Pour N ondes avec ddm en progression arithmétique : diagramme de Fresnel n'est plus au programme, calcul math à la place (avec énoncé détaillé)

 

Optique ondul chap.1 : Modèle scalaire (Cours)

- écriture math d'une onde monochromatique (ne pas porter son attention sur l'amplitude, uniquement sur la phase), vocabulaire "retard de phase"
- interroger au moins un(e) étudiant(e) sur la notion de train d'onde : sinus limité dans le temps, retard de phase à l'émission est aléatoirement distribué, pas de corrélation avec le train suivant. Lien en odg avec largeur pic en fréquence
- train d'onde = modèle pour source quasi-monochromatique (raie), mais peut-être utilisé pour des raisonnements qualitatifs (ou d'odg) dans le cas de spectres larges
- Déf éclairement, pourquoi un carré ? pourquoi une moyenne ? (se contenter d'une comparaison entre temps caractéristique, notion filtrage passe-bas)
- cohérence spatiale n'est pas au programme, il s'agit juste de savoir que deux points d'une source émettent des trains d'onde dont les retards de phase n'ont aucun lien entre eux
- Définition chemin optique à partir de la durée propagation (c'est son intérêt fondamental, l'expression fonction de indice et distance a été dém ensuite)
- expression chemin optique en fonction distance parcourue dans milieu homogène (le cas général, indice non-uniforme a été vu, mais pas essentiel)
- expression donnant l'évolution du retard de phase au cours de la propagation en fonction du chemin optique (par coeur, éventuellement démo, mais pas essentiel)
- Th. Malus (admis) à énoncer en précisant bien qu'il ne faut pas de division d'onde "en route"
- traduction du stigmatisme en optique ondulatoire

Cycle 2 de TP tournants d'optique : TP17 à 22

TP17 Michelson en coin d'air, mesure épaisseur lamelle de verre

- Enoncé à lire en entier (TP17_Michelson_coin.pdf)
- Vidéo à regarder en intégralité :
https://www.youtube.com/watch?v=WxUIiStThU0

 

TP18 LASER faisceau gaussien

- Enoncé à lire en entier (TP18_laser.pdf)
- Vidéo présentant la barrette CCD et le logiciel CALIENS :
https://www.youtube.com/watch?v=xEDBTcLxAUI
- Vidéo présentant le réglage du montage :
https://www.youtube.com/watch?v=Nxf7T7rOx0I

 

TP19 Polarisation par réflexion vitreuse + pouvoir rotatoire glucose

- Enoncé à lire en entier (TP19_Brewster_pouvoir_rotatoire.pdf + TP19_Brewster_pouvoir_rotatoire_complement.pdf)
- Vidéo présentant le principe de la mesure :
https://www.youtube.com/watch?v=-W03r6mnBgo

 

TP20 Michelson en lame d'air, spectrométrie de Fourier

- Enoncé à lire en entier (TP20_Michelson_anneaux.pdf)
- Vidéo à regarder en intégralité :
https://www.youtube.com/watch?v=WxUIiStThU0

 

TP21 Propagation d'onde dans un câble coaxial

- Enoncé à lire en entier (TP21_ondes_cablecoax.pdf)
- Deux vidéos pour mieux aborder les observations qui seront faites en TP :
https://www.youtube.com/watch?v=_u92IPzmZ6w
(jusqu'à 2:00 seulement) : https://www.youtube.com/watch?v=YlG3PAC-7Zc

 

TP22 Photorécepteurs

- Enoncé à lire en entier (TP22_photodetecteurs.pdf)

Opt Ondul chap.1-2 : Modèle scalaire, conditions d'interférences

- Chap. 1 Optique_chap1_nature_ondul.pdf

- Chap.2
doc principal Optique_chap2_interfces_2ondes.pdf
activités Optique_chap2_interfces_2ondes_activites.pdf

- Vidéo à visionner pour le cours de mardi 27/01 :
Trous et fentes d'Young

TPcours 16 d'optique : Polarisation de la lumière

- Enoncé TP16_cours_polarisation.pdf
A lire dans le détail avant la séance bien-sûr

- Vidéo de manip à visionner avant la séance :
https://www.youtube.com/watch?v=sqr8kiJN520

 

- On trouvera sur le site ci-dessous qq images et animations éclairantes :
https://culturesciencesphysique.ens-lyon.fr/ressource/sim...

- Voici le site dont sont issues les animations du poly de TP :
https://emanim.szialab.org/index.html

Programme de colle S16 : lundi 26 - vend 30 janvier

Optique ondul chap.2 : Superposition d'ondes (Cours)

- demander à un(e) étudiant(e) de refaire la démo mettant en évidence les différentes conditions nécessaires à la réalisation d'interférences (avec énoncé)
- ils doivent aussi pouvoir les énoncer par coeur
- attention aux pb de vocabulaire : DeltaPhi = "différence de retard de phase" (au point M ? en S à l'émission ?)

Pour deux ondes :
- ddm, ordre d'interférences
- demander à un(e) étudiant(e) d'établir la formule de Fresnel avec les complexes (en supposant donc les deux sources cohérentes)
- critère milieu frange brillante, milieu frange sombre
- demander à un(e) étudiant(e) d'établir l'expression de l'éclairement lors interférences à N ondes dans cas particulier du réseau de fentes éclairé sous incidence normale.
Attention : la formule des réseaux est HPgm, on exprimera l'éclairement final en fonction de la ddm entre deux fentes successives, l'expression de cette dernière en fonction de la géométrie du pb étant HPgm

 

Optique ondul chap.1 : Modèle scalaire (Cours)

- écriture math d'une onde monochromatique (ne pas porter son attention sur l'amplitude, uniquement sur la phase), vocabulaire "retard de phase"
- interroger au moins un(e) étudiant(e) sur la notion de train d'onde : sinus limité dans le temps, retard de phase à l'émission est aléatoirement distribué, pas de corrélation avec le train suivant. Lien en odg avec largeur pic en fréquence
- train d'onde = modèle pour source quasi-monochromatique (raie), mais peut-être utilisé pour des raisonnements qualitatifs (ou d'odg) dans le cas de spectres larges
- Déf éclairement, pourquoi un carré ? pourquoi une moyenne ? (se contenter d'une comparaison entre temps caractéristique, notion filtrage passe-bas)
- cohérence spatiale n'est pas au programme, il s'agit juste de savoir que deux points d'une source émettent des trains d'onde dont les retards de phase n'ont aucun lien entre eux
- Définition chemin optique à partir de la durée propagation (c'est son intérêt fondamental, l'expression fonction de indice et distance a été dém ensuite)
- expression chemin optique en fonction distance parcourue dans milieu homogène (le cas général, indice non-uniforme a été vu, mais pas essentiel)
- expression donnant l'évolution du retard de phase le long d'un rayon lumineux en fonction du chemin optique (par coeur, éventuellement démo, mais pas essentiel)
- Th. Malus (admis) à énoncer en précisant bien qu'il ne faut pas de division d'onde "en route"
- traduction du stigmatisme en optique ondulatoire

 

EMag chap.8 : Induction (Cours et exos)

- révisions PCSI
- ARQS magnétique : MAmpère comme en statique, puis validité loi des noeuds
- demander à un(e) étudiant(e) la démo justifiant de négliger le courant de déplacement
- Attention : seule la version de Faraday de PCSI est au programme de spé (i.e. flux à travers une surface délimitée par un circuit filiforme). Un contour de Faraday immatériel n'est pas explicitement au programme
- les courants de Foucault n'ont donc pas été traités en cours
- Coeff d'inductance : définition et intérêt, L dans cas solénoïde, énergie magnétique (bobine seule, bobines couplées HPgm PC)
- (la demo de l'expression du couple de Laplace sur cadre rectangulaire est HPgm de colle)

Programme de colle S15 : lundi 19 - vend 23 janvier

Questions de cours à "forcément" poser :
- Chap.8 induction : démo justifiant de négliger le courant de déplacement
- calcul du rapport gyromagnétique (modèle planétaire atome)
- relation entre retard de phase de deux points sur un mm RL

 

Optique ondul chap.1 : Modèle scalaire (Cours)

- écriture math d'une onde monochromatique, vocabulaire "retard de phase"
- Déf éclairement, pourquoi un carré ? pourquoi une moyenne ?
- Définition chemin optique à partir de la durée propagation (c'est son intérêt fondamental, l'expression fonction de indice et distance a été dém ensuite)
- expression chemin optique en fonction distance parcourue dans milieu homogène (le cas général, indice non-uniforme a été vu, mais pas essentiel)
- expression donnant l'évolution du retard de phase au cours de la propagation en fonction du chemin optique (par coeur, éventuellement démo, mais pas essentiel)
- Th. Malus (admis) à énoncer en précisant bien qu'il ne faut pas de division d’onde "en route"
- traduction du stigmatisme en optique ondulatoire
- ATTENTION : toute la partie 3 du cours n'a pas encore été traitée : train d'onde, largeur de raie, tout cela est hors programme de colle

 

EMag chap.8 : Induction (Cours et exos)

- révisions PCSI
- ARQS magnétique : MAmpère comme en statique, puis validité loi des noeuds
- demander à un(e) étudiant(e) la démo justifiant de négliger le courant de déplacement
- Attention : seule la version de Faraday de PCSI est au programme de spé (i.e. flux à travers une surface délimitée par un circuit filiforme). Un contour de Faraday immatériel n'est pas explicitement au programme
- les courants de Foucault n'ont donc pas été traités en cours
- Coeff d'inductance : définition et intérêt, L dans cas solénoïde, énergie magnétique (bobine seule, et bobines couplées)
- (la demo de l'expression du couple de Laplace sur cadre rectangulaire est HPgm de colle)

 

EMag chap.7 : Magnétostatique (Cours et Exos)

- Déterminations de B avec Ampère, nbeux exemples traités
- rappel : courant 2D hors programme, donc donner suffisamment d'indications si apparaissent dans un exo
- dipôle magnétostatique : modèle spire plate, moment dipolaire
- Forcément poser à un(e) étudiant(e) le calcul du rapport gyromagnétique (atome H cas classique)
- par analyse dim : magnéton Bohr
- moment magnétique volumique max d'un aimant, actions subies par un dipôle placé dans champ ext (formules doivent être données, l'effet du couple doit pouvoir être justifié via la formule)

EMag chap.8 : TD d'induction

- TD Electromag_chap8_ARQS_induction_TD.pdf
Exos 1 et 2 à préparer pour mardi 20/01