Programme de colle S20 : lundi 17 - vend 21 mars

Ondes chap.5 : Réflexion et transmission à interface (Cours)

- Seule la partie 1 a été traitée
- à demander à un étudiant : ondes sonores dans fluide, incidence normale sur dioptre acoustique

Ondes chap.1 à 4 (Cours et exercice)

- insister sur situations où équation d'onde n'est pas d'Alembert
- pas prioritaire d'établir les équations de couplage et l'équation d'onde : les donner et en tirer les conséquences physiques. L'établissement des ces équations peut être rejeté en fin d'exo
- dispersion, absorption, vitesse phase et groupe, interprétation physique, raisonnements énergétiques associés
- ondes évanescentes (stationnaires atténuées), ondes progressives atténuées
- NB : la distinction atténuation / absorption ne semble pas être au pgm (j'en ai parlé)
- cas du cours : plasma, conducteur à BF (<<1e14) effet de peau (peuvent être redonnés bien-sûr)
- attention : en PC le modèle du conducteur parfait n'est pas au pgm

Thermodynamique complément : Corps noir (Cours et exos)

- Notion de densité spectrale d'énergie (volumique) : doit pouvoir être définie clairement
- Loi de Wien et Loi de Stefan doivent être données. Les étudiants doivent pouvoir expliciter leur signification et les utiliser (attention : rien d'autre n'est au programme concernant le corps noir)
- NB : passer de la loi de Wien en longueur d'onde à la loi de Wien en fréquence n'est pas trivial (n'a pas été vu en cours, j'ai juste expliqué qu'on ne pouvait pas utiliser la relation de dispersion d'une OPPH dans le vide)
- Utiliser ces lois pour comprendre l'effet de serre (avec énoncé)
- pas d'exos, mais les raisonnements du cours suffisent à aborder des exos
- NB : attention, dans mon cours je fais bien la distinction entre le rayonnement d'EQ thermique et radiatif (situation "cavité" avec éventuellement un petit trou) et rayonnement du corps noir, même si les caractéristiques des rayonnements sont identiques (i.e. pour moi la cavité avec un petit trou n'est pas un corps noir, contrairement à ce qu'on peut lire dans de nombreux ouvrages)

Ondes chap.4 et 5

- chap.4 : dispersion (Ondes_chap4_ondes_lineaires_dispersion_absorption.pdf)

- TD associé (Ondes_chap4_ondes_lineaires_dispersion_absorption_TD.pdf)
2 premiers exos à travailler pour mercredi

- chap.5 : interfaces (Ondes_chap5_interfaces.pdf)

DM 7 : ondes sonores + corrigé

- E3A PSI 2011 (DM7_E3A_PSI_2011_ondes_sonores_fluide.pdf)
Parties A, B et C uniquement

- Corrigé (DM_correction.pdf)

Enoncé et corrigé DS5

- Enoncé (DS5_OGic_magnetisme_Oondul.pdf)

- Corrigé :
Petites Mines de sup 2007 viseur (PtitesMines_2007_viseur.pdf)
CCP MP 2015 inductance câble coax (CCP_MP_2015_inductance_cable_coax.pdf)
CCP TSI 2013 plaque induction (CCP_TSI_2013_chauffage_induction_perso.pdf)
Banque PT 2014 trous Young (BanquePT_2014_trous_Young.pdf)

Programme de colle S19 : lundi 11 - vend 15 mars

Thermodynamique complément : Corps noir (Cours et exos)

- Notion de densité spectrale d'énergie (volumique) : doit pouvoir être définie clairement
- Loi de Wien et Loi de Stefan doivent être données. Les étudiants doivent pouvoir expliciter leur signification et les utiliser (attention : rien d'autre n'est au programme concernant le corps noir)
- NB : passer de la loi de Wien en longueur d'onde à la loi de Wien en fréquence n'est pas trivial (n'a pas été vu en cours, j'ai juste expliqué qu'on ne pouvait pas utiliser la relation de dispersion d'une OPPH dans le vide)
- Utiliser ces lois pour comprendre l'effet de serre (avec énoncé)
- pas d'exos, mais les raisonnements du cours suffisent à aborder des exos
- NB : attention, dans mon cours je fais bien la distinction entre le rayonnement d'EQ thermique et radiatif (situation "cavité" avec éventuellement un petit trou) et rayonnement du corps noir, même si les caractéristiques des rayonnements sont identiques (i.e. pour moi la cavité avec un petit trou n'est pas un corps noir, contrairement à ce qu'on peut lire dans de nombreux ouvrages)

Ondes chap.3 : OEM dans le vide (Cours)

Demander à au moins un étudiant :
- démo structure OEM dans vide (trièdre, rapport des normes et relation dispersion)
- aspects énergétiques OPPH pour aboutir à relation Poynting et uem : interprétation physique + relier une valeur numérique de puissance surfacique à l'amplitude du champ E + la relier à un débit de photons

Révision d'un programme de colle précédent :
- analyse d'une lumière totalement polarisée :
  - capacités d'ordre expérimentales, pas d'exigences sur le formalisme math associé
  - connaître les 3 types de polarisation : rect, elliptique, circ (+ lumière naturelle)
  - effet d'un polariseur (+ utilisation en analyseur)
  - lame 1/2 onde pour modifier orientation pola rectiligne
  - lame 1/4 onde pour passer de rect à circ et inversement (config à 45°)

Ondes chap.2 : ondes sonores dans fluides (Cours et exos)

Ondes chap.1 : ondes de d'Alembert (Cours et exos)

- exos : attention, rien n'a encore été fait sur réflexion-transmission, ou sur impédance. Pourquoi pas en exo, mais partir du principe que les étudiants sont vierges sur ce sujet pour le moment

Thermodynamique : corps noir

- Cours (Thermo_rayonnement_thermique.pdf)

Ondes chap.3 : OEM dans le vide

- Cours (Ondes_chap3_OEM.pdf)

- TD (Ondes_chap3_OEM_TD.pdf)
Ex1 à préparer pour mercredi

Programme de colle S18 : lundi 04 - vend 08 mars

Ondes chap.2 : ondes sonores dans fluides (Cours et exos)

- demander à un étudiants doit tomber sur démo d'Alembert 1D, après avoir linéarisé les 3 équations. Doit pouvoir être fait sans énoncé
- NB1 : pour linéariser la déf du coeff de compressibilité (déf à partir de V ou rho, peu importe), je demande aux étudiants de faire Taylor-Young sur rho(P) (S est constante) autour de la situation d'équilibre (P0,S0). De nombreuses versions (livres, cours) me semblent physiquement et mathématiquement très contestables sur ce calcul
- NB2 : la démo "en lagrangien", à partir du mouvement d'une particule de fluide, sera traité en exo et DM
- Ecriture cpx OPPH
- notion impédance vue uniquement pour OPPH en cpx (pas pour OPP seules)
- Tuyaux sonores pas vraiment au programme, mais tombent régulièrement.. donc au programme

Ondes chap.1 : ondes de d'Alembert (Cours et exos)

- demander à un étudiant démo ondes sonores dans solide (modèle continu tout de suite, pas de passage micro->macro et d'approximation continue "en cours de route")
- d'Alembert par coeur (1D seulement pour l'instant, pas laplacien), expression célérité par coeur
- savoir que phénomène décrit est forcément réversible
- savoir que célérité ondes varie comme raideur/inertie
- demander à un étudiant de retrouver ordre de grandeur du module d'Young à partir du modèle microscopique des chaînes d'atomes liés par des ressorts, l'ordre de grandeur des interactions atomiques étant connu
- Corde libre et fixées à ses deux extrémités : savoir retrouver les modes par une méthode graphique, mais aussi par calcul purement mathématique
- Corde de Melde : par le calcul, interprétation : existence d'un phénomène de résonance quand la fréquence d'excitation est une fréquence propre
- exos : attention, rien n'a encore été fait sur réflexion-transmission. Pourquoi pas en exo, mais partir du principe que les étudiants sont vierges sur ce sujet pour le moment

Ondes chap.2 : Ondes sonores dans les fluides

- Cours (Ondes_chap2_onde_sonore_fluide.pdf)

- TD associé (Ondes_chap2_onde_sonore_fluide_TD.pdf)
Exo 1 à traiter pour le mercredi de la rentrée (06 mars)
Exo 3 à regarder par ceux qui visent un concours > CC INP (on ne le corrigera pas en classe, mais je réponds aux questions bien-sûr)

Programme de colle S17 : lundi 11 - vend 15 janv.

Ondes chap.1 : ondes de d'Alembert (Cours et exos très guidés)

- le TD sera traité mercredi (câble coaxial essentiellement), pas d'exos faits, donc bcp guidés si exo onde
- demander à un étudiant la démo de d'Alembert sur la corde vibrante
- NB : je fais ici le choix de ne pas faire apparaître les équations de couplage, je n'introduit donc pas la "projection verticale de la tension du brin de droite sur la brin de gauche" : sera fait en TD
- demander à un étudiant démo ondes sonores dans solide (modèle continu tout de suite, pas de passage micro->macro et d'approximation continue "en cours de route")
- d'Alembert par coeur (1D seulement pour l'instant, pas laplacien), expression célérité par coeur
- savoir que phénomène décrit est forcément réversible
- savoir que célérité ondes varie comme raideur/inertie
- demander à un étudiant de retrouver ordre de grandeur du module d'Young à partir du modèle microscopique des chaînes d'atomes liés par des ressorts, l'ordre de grandeur des interactions atomiques étant connu
- Corde libre et fixées à ses deux extrémités : savoir retrouver les modes par une méthode graphique, mais aussi par calcul purement mathématique
- Corde de Melde : par le calcul, interprétation : existence d'un phénomène de résonance quand la fréquence d'excitation est une fréquence propre

Optique ondul chap.5 : Diffraction de Fourier (Cours et exos)

- uniquement situation Fraunhofer et OPPH
- uniquement objets 1D, mais objets 2D possibles (mais pas de "mélange" horizontal / vertical")
- en gros, calculs uniquement dans le cas de la mire sinus, et généralisation dans le cas d'autres objets diffractants (donner l'allure des spectres spatiaux - si nécessaire - dans ces autres cas, aucune TFourier à connaître)
- vérifier que écriture math OPPH est ok, notion de vecteur d'onde
- pas d'objets de phase, ou alors de manière qualitative (lors d'un filtrage par exemple)
- Important, essentiel :
  -- bien savoir relier un angle diffraction à une fréquence spatiale de l'objet
  -- dans le plan de Fourier, bien savoir relier une position à une fréquence spatiale
  -- éclairement dans plan Fourier lié au module au carré des coeff de la décompo Fourier cpx du coeff transmission de l'objet diffractant
  -- ne pas confondre les trois périodicités de ce chapitre : temporelle et spatiale d'une OPPH, et spatiale pour l'objet
- comprendre le rôle de chaque élément d'un montage de filtrage spatial (ne pas trop insister sur la formation de l'objet ponctuel en lumière blanche)
- NB : je n'ai travaillé qu'avec de la lumière blanche, pas avec un laser. Si laser, expliquer que équivalent à une source à l'infini, et faisceau à considérer ici comme une OPPH

Optique ondul chap.4 : Michelson (Cours et exos)

- en complément, pas le coeur de la colle