Programme de colle S16 : lundi 31 janv - vend 04 février

Une colle avec un programme TRES volumineux de cours.
Merci de prévoir dans les interrogations une partie de cours conséquente, plus qu'à l'accoutumée pour vraiment tester la connaissance du cours par les étudiants

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

- TD sera fait mardi, mais on peut déjà poser des exos (bien guider)
- demander à un membre du trinôme : démo expression ordre p(M) trous Young (conditions std ou Fraunhofer), puis allure éclairement sur écran (numérotation des franges)
-  Effet de l'introduction d'une lame de verre
- la généralisation au cas des fentes est issue de l'observation expérimentale, aucun élément théorique exigible à ce sujet (pas d'onde plane, u.S1S2 etc.)
- effet déplacement spatial de la source (calcul), en déduire dépendance éclairement avec distance entre deux sources dans cas doublet, puis démo qualitative du critère de brouillage des franges pour source étendue. Ce critère sur Δp (à définir précisément) doit pouvoir être énoncé aussi par coeur
- cas du doublet spectral (proche), justification qualitative (ou quantitative) des battements spatiaux de l'éclairement. Enoncer, par analogie avec le cas de l'extension spatiale, le critère sur Δp (à définir précisément) traduisant brouillage des franges dans le cas d'une raie de faible largeur

Signification de "Δp" doit être maîtrisée dans cas spatial et spectral

- cas lumière blanche : prédire nombre de franges visibles (odg seulement, en assimilant le spectre à une "raie large"), notion de spectre cannelé, en un point de l'écran -> dénombrement cannelures et valeurs des longueur d'ondes éteintes
- réseau plan : PAS ENCORE traité

 

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

- demander à un étudiant 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 ou à l'émission ?
Pour deux ondes :
- ddm, ordre d'interférences
- demander à un étudiant 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 :
- facultatif cette année -> ((((demander à un étudiant de déterminer le critère frange brillante, ainsi que la largeur de la frange avec diagramme de Fresnel )))(calcul math est hors pgm)

 

Optique ondul chap.1 : Modèle scalaire (Cours et exos)

- 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 étudiant 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
- 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
- expression donnant l'évolution du retard de phase au cours de la propagation en fonction du chemin optique (par coeur, ne pas insister sur démo)
- Th. Malus (admis) à énoncer en précisant bien qu'il ne faut pas de diffraction "en route"

Révisions d'Optique Géométrique (Cours et exos)

- Rester sur du TRES classique et simple, pour vérifier que les bases sont connues

EMag chap.8 : Induction (Cours et exos)

- révisions PCSI
- ARQS magnétique et conséquence sur MA, puis validité loi des noeuds
- démo Faraday d'après Maxwell : cas contour (circuit ou quelconque) FIXE uniquement
- interroger au moins un étudiant : utilisation Faraday sur un contour qui ne suit pas un circuit filiforme pour traiter les courants de Foucault
- Coeff d'inductance : définition et intérêt, L dans cas solénoïde, énergie magnétique dans cas bobine seule, et cas bobines sous influence
- Attention : au programme de CPGE, les étudiants ne peuvent pas traiter toutes les situations avec la loi de Faraday vue en prépa (pas de flux coupé, pas de champ électromoteur)
- la demo de l'expression du couple de Laplace sur cadre rectangulaire est hors pgm de colle

TP11 : goniomètre à prisme

- Enoncé (TP11_optique_goniometre.pdf)

Optique ondul chap. 2 et 3

- Chap.2 : conditions interférences (Optique_chap2_interfces_2ondes.pdf)

- Chap.3 : Fentes Young (Optique_chap3_Young.pdf)
- TD Young (Optique_chap3_Young_TD.pdf)
Exos 1 et 2 à préparer pour mardi 1er février

Optique Ondul chap.1 : modèle scalaire

- Cours (Optique_chap1_nature_ondul.pdf)

Programme de colle S15 : lundi 24 - vend 28 janvier

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 étudiant 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 diffraction "en route"
- traduction du stigmatisme en optique ondulatoire (énoncé par coeur, démo pas essentielle)

Révisions d'Optique Géométrique (Cours et exos)

- Rester sur du très classique
- Forcément poser au moins une question ou deux sur cette thématique

EMag chap.8 : Induction (Cours et exos)

- révisions PCSI
- ARQS magnétique et conséquence sur MA, puis validité loi des noeuds
- démo Faraday d'après Maxwell
- utilisation Faraday sur un contour qui ne suit pas un circuit filiforme pour traiter les courants de Foucault
- Coeff d'inductance : définition et intérêt, L dans cas solénoïde, énergie magnétique dans cas bobine seule, et cas bobines sous influence
- la demo de l'expression du couple de Laplace sur cadre rectangulaire est hors pgm de colle

EMag chap.7 : Magnétostatique (Exos)

 - Ampère, nbeux exemples traités
- rappel : courant 2D hors programme, donc donner suffisamment d'indications si apparaissent dans un exo
- dipôle magnétostatique : rapport gyromagnétique (atome H classique), ordres de grandeur par analyse dim : magnéton Bohr, moment magnétique volumique max d'un aimant, force d'adhérence d'un aimant, actions subies par un dipôle placé dans champ ext

Révisions d'optique géométrique

- Questionnaire (OGic_questionnaire_revision.pdf)
A préparer pour mardi 18/01. Nous finirons la correction d'ici la fin de semaine

EMag chap.8 : Induction

- Cours (Electromag_chap8_ARQS_induction.pdf)

- TD (Electromag_chap8_ARQS_induction_TD.pdf)
Exos 1 et 2 à préparer pour mardi 25/01

Programme de colle S14 : lundi 17 - vend 21 janv

NB : mon absence pour covid ne m'a pas permis d'avancer le cours comme prévu, les heures seront rattrapées la semaine prochaine

EMag chap.8 : Induction (Cours)

- révisions PCSI : induction dans cas circuits filiformes (quasi-) fermés, forces de Laplace
- ARQS magnétique et conséquence sur MA, puis validité loi des noeuds
- la demo de l'expression du couple de Laplace sur cadre rectangulaire est hors pgm de colle

EMag chap.7 : Magnétostatique (Cours et exos)

 Ampère, nbeux exemples traités : coeur de la colle
- rappel : courant 2D hors programme, donc donner suffisamment d'indications si apparaissent dans un exo
- dipôle magnétostatique
- Forcément poser à un étudiant le calcul du rapport gyromagnétique (atome H cas classique)
- ordre de grandeur par analyse dim : magnéton Bohr
- moment magnétique volumique max d'un aimant, force d'adhérence d'un aimant, actions subies par un dipôle placé dans champ ext (formules doivent être données, l'effet du couple doit pouvoir être démontré, l'effet de la force doit pouvoir être donné mais sans justification)

Programme de colle S13 : lundi 10 - vend 14 janvier

EMag chap.7 : Magnétostatique (Cours et exos)

- Ampère : attention, seul le fil infini et le cylindre infini ont été traités : à demander à un étudiant
- Si d'autres exemples : bien guider
- rappel : courant 2D hors programme, donc donner suffisamment d'indications si apparaissent dans un exo

EMag : chap.4 à 6 (Cours et exos)

- Potentiel, énergie potentielle, relations avec champ élec
- cartes de champ : étudiants doivent pouvoir évaluer l'ordre de grandeur du champ à partir d'un réseau d'équipotentielles
- analogie avec gravitation
- Condensateur et dipôle électrostatique
- Forcément poser le calcul de V et E créés par dipôle EStat à au moins un étudiant
- Forcément poser un exo condensateur / ou le cours condensateur : si condensateur plan, ils doivent être autonomes sur la démarche. Si autre condensateur, les guider un peu
- Forcément poser à un étudiant le calcul énergie électrostatique du noyau d'un atome

EMag chap.3 : Gauss (éventuellement)

- pas prioritaire, mais au programme de la colle

EMag chap.7 : Théorème d'Ampère

- Cours (Electromag_chap7_BStat_Ampere_Laplace_dipole.pdf)