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 diffraction "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)

Programme de colle S14 : lundi 12 - vend 16 janvier

Encore beaucoup de choses dans cette colle :
- exos Th d'Ampère
- Cours à tester absolument dans la colle (avec énoncé) :
    condensateur plan (en supposant connu le champ créé par un plan)
    dipôle EStat actif : E et V créés
    Calcul Effet Hall
    Estimation valeur champ E à partir réseau équipotentielles
    ** Polarisabilité atome Thomson**
    Energie EStat de constitution noyau atomique

 

NB : le condensateur plan, l'effet Hall, l'estimation de E à partir d'équipotentielles, le noyau atomique ont été travaillés en autonomie, par vidéos, pendant les vacances. Ces parties du cours doivent être bien maîtrisées lors de la 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

 

EMag : chap.4 à 6 (Cours et exos)

- Potentiel, énergie potentielle, relations V- E (locale et intégrale)
- cartes de champ : un membre du trinôme doit tomber sur estimation champ élec à partir d'un réseau d'équipot
- analogie avec gravitation
- Effet Hall : à demander à un(e) étudiant(e)
- Condensateur : à demander
- Dipôle EStat : actif uniquement (à demander), passif pas encore vu
- Polarisabilité d'un atome de Thomson
- Noyau atomique : à demander

Programme de colle S13 : lundi 05 - vend 09 janvier

Beaucoup de choses dans cette colle :
- Gauss et potentiel élec = coeur de la colle
- Poser aussi de l'OGic, exo simple ou au moins qq questions de cours/tracés classiques de RL
- Cours à tester absolument dans la colle (avec énoncé) :
    condensateur plan (en supposant connu le champ créé par un plan)
    dipôle EStat actif : E et V créés
    Calcul Effet Hall
    Estimation valeur champ E à partir réseau équipotentielles
    Energie EStat de constitution noyau atomique

 

NB : le condensateur plan, l'effet Hall, l'estimation de E à partir d'équipotentielles, le noyau atomique ont été travaillés en autonomie, par vidéos, pendant les vacances. Ces parties du cours doivent être bien maîtrisées lors de la colle.

 

Révisions d'optique géométrique

- utile de poser des questions de cours, sur les fondamentaux, pas les détails
(cf. questionnaire de révision sur ce blog, ça donne une idée de ce que j'appelle les fondamentaux)
- éviter les exos basés sur les lois de Descartes, plutôt tracés de RL et études d'instruments d'optique

 

EMag : chap.4 à 6 (Cours et exos)

- Potentiel, énergie potentielle, relations V- E (locale et intégrale)
- cartes de champ : un membre du trinôme doit tomber sur estimation champ élec à partir d'un réseau d'équipot
- analogie avec gravitation
- Effet Hall : à demander à un(e) étudiant(e)
- Condensateur : à demander
- Dipôle EStat : actif uniquement (à demander), passif pas encore vu
- Applications dipôle pas encore traitées
- Polarisabilité pas encore traitée
- Noyau atomique : à demander

 

EMag : chap.3 Gauss (Cours et exos)

- de nombreux exemples faits ensemble, méthode doit être maîtrisée

 

EMag : chap.2 Maxwell (Cours)

- vérifier que equ Maxwell sont connues. Attention, nous n'avons pas encore vu tous les équivalents intégrales
- tester aussi relation locale conservation énergie EMic (dans vide, puis avec porteurs mobiles), pas de démo, vérifier compréhension physique des termes

Programme de colle S12 : lundi 15 - vend 19 décembre

Révisions d'optique géométrique

- utile de poser des questions de cours, sur les fondamentaux, pas les détails
(cf. questionnaire de révision sur ce blog, ça donne une idée de ce que j'appelle les fondamentaux)
- éviter les exos basés sur les lois de Descartes, plutôt tracés de RL et études d'instruments d'optique

EMag chap.3 Théorème de Gauss (Cours et Exos)

- de nombreux exemples traités
- le plan infini n'a pas été terminé, mais j'ai donné des indications pour les difficultés spécifiques à cette situation : le plan infini est donc bien au programme de colle

EMag : chap.2 Maxwell (grosse partie Cours)

- vérifier que equ Maxwell sont connues. Attention, nous n'avons pas encore vu les équivalents intégrales
- tester aussi relation locale conservation énergie EMic (dans vide UNIQUEMENT), pas de démo, vérifier compréhension physique des termes
- relations de passage ne sont pas au programme de colle
- tester chaque membre du trinôme sur un des deux thèmes suivants :
   1- accélération particule chargée entre deux plaques avec ddp U (révision PCSI), en donnant expression énergie potentielle électrique, ainsi que relation champ élec - tension (relations seront démontrées plus tard dans le cours)
   2- mouvement plan circulaire dans champ B (révision PCSI), deux possibilités :
      - soit on suppose le caractère circulaire, et les étudiants trouvent le rayon en polaire
      - soit ils utilisent la base de Frenet (nveaux pgm) pour tout démontrer (trajectoire plane, circulaire, rayon)

EMag : chap.1 conduction élec (Cours + exos)

- Définition du courant, du vecteur j
- loi conservation charge (intégrale et locale, pas tester la démo pour passage d'une forme à l'autre)
- Tester expressions :
  - loi ohm locale (limite de validité en fréquence du champ électrique excitateur)
  - puissance volumique reçue par les porteurs du la part du champ EMic (effet Joule si transport dans milieu matériel)
  - expression résistance électrique pour conduction rectiligne en fonction des dimensions du conducteur
  - analogies électrique/thermique
- Un membre du trinôme doit tomber sur l'établissement de la loi d'ohm locale via le modèle de Drude (modèle à donner, frottements fluide uniquement), discussion de l'expression conductivité en fonction paramètres

Programme de colle S11 : lundi 08 - vend 12 décembre

Préambule : GROSSE PARTIE DE COURS
- une grosse partie de la colle pour tester le cours
- exos machines thermiques possibles, mais plutôt en dernier recours
- niveau cours, tester chaque membre du trinôme sur un des trois thèmes suivants :
   1- accélération particule chargée entre deux plaques avec ddp U (révision PCSI), en donnant expression énergie potentielle électrique, ainsi que relation champ élec - tension (relations seront démontrées plus tard dans le cours)
   2- mouvement plan circulaire dans champ B (révision PCSI), deux possibilités :
      - soit on suppose le caractère circulaire, et les étudiants trouvent le rayon en polaire
      - soit ils utilisent la base de Frenet (nveaux pgm) pour tout démontrer (trajectoire plane, circulaire, rayon)
   3- modèle de Drude (frottements fluide uniquement), expression conductivité en fonction paramètres

EMag : chap.2 Maxwell (grosse partie Cours)

- vérifier que equ Maxwell sont connues. Attention, nous n'avons pas encore vu les équivalents intégrales
- tester aussi relation locale conservation énergie EMic (dans vide UNIQUEMENT), pas de démo, vérifier compréhension physique des termes
- ATTENTION : celle avec présence de porteurs mobiles pas encore vue
- relations de passage ne sont pas au programme de colle

EMag : chap.1 conduction élec (Cours + exos)

- Définition du courant, du vecteur j
- loi conservation charge (intégrale et locale, pas tester la démo pour passage d'une forme à l'autre)
- Tester expressions :
  - loi ohm locale (limite de validité en fréquence du champ électrique excitateur)
  - puissance volumique reçue par les porteurs du la part du champ EMic (effet Joule si transport dans milieu matériel)
  - expression résistance électrique pour conduction rectiligne en fonction des dimensions du conducteur
  - analogies électrique/thermique
- Un membre du trinôme doit tomber sur l'établissement de la loi d'ohm locale via le modèle de Drude (modèle à donner, frottements fluide uniquement), discussion de l'expression conductivité en fonction paramètres

Machines thermiques, diagramme logP,h (Cours et exos)

- MTic à traiter uniquement avec les ppes en écoulement et le diagramme logP,h (ou T,s car au pgm PC)
- les autres modélisations (GParfait p.e.) n'ont pas été révisées, et le seront juste avant les écrits

Bilans macros : tous types (Exos)

pas le coeur de la colle, en dernier recours si besoin

Programme de colle S10 : lundi 1er - vend 5 décembre

Thdic : diagrammes logP-h

- MTic à traiter uniquement avec les ppes en écoulement et le diagramme logP,h (ou T,s car au pgm PC)
- NB diag T,s : diag + abaques tracées ont été présentées, mais nous n'avons pas traité l'exemple. Au pgm quand mm
- les autres modélisations (GParfait p.e.) n'ont pas été révisées, et le seront juste avant les écrits

Révisions machines thermiques PCSI : (Cours uniquement)

- les 3 théorèmes de Carnot doivent pouvoir être énoncés, et démontrés :
- demandez à chaque étudiant d'en énoncer un + schéma ppe de la machine correspondante (échanges énergie, signes, déf syst, identification concrète des sources de chaleur) + définition efficacité
- ils doivent aussi redémontrer le théorème de Carnot associé

Bilans macros : chap.3 Bilans d'énergie en stationnaire (Cours et exos)

- 1er ppe stationnaire peut être demandé en cours par coeur (démo peut aussi être demandée)
- exos TEM régime stationnaire (avec pompe par exemple). Pas utile de demander démo TEM stationnaire

Bilans macros : chap.2 bilans qté mvt (Cours et exos)

- il s'agit essentiellement de tester un savoir faire
- bien définir deux systèmes, l'ouvert et le fermé. Comprendre l'intérêt d'utiliser un système fermé
- pas de bilan de moment cinétique

Programme de colle S9 : lundi 24 - vend 28 novembre

Révisions machines thermiques PCSI : (Cours uniquement)

- les 3 théorèmes de Carnot doivent pouvoir être énoncés, et démontrés :
- demandez à chaque étudiant d'en énoncer un + schéma ppe de la machine correspondante (échanges énergie, signes, déf syst, identification concrète des sources de chaleur) + définition efficacité
- ils doivent aussi redémontrer le théorème de Carnot associé

Bilans macros : chap.3 Bilans d'énergie en stationnaire (Cours)

- 1er ppe stationnaire : énoncé avec explication des termes + démonstration
- ATTENTION : TEM régime stationnaire pas encore vu

Bilans macros : chap.2 bilans qté mvt (Cours et exos)

- il s'agit essentiellement de tester un savoir faire
- bien définir deux systèmes, l'ouvert et le fermé. Comprendre l'intérêt d'utiliser un système fermé
- pas de bilan de moment cinétique

Mecaflu : chap.5 Bernoulli (Cours et exos)

- chaque étudiant doit tomber sur un des cas suivants : Torricelli, Venturi, Pitot

Programme de colle S8 : lundi 17 - vend 21 novembre

Mecaflu : chap.5 Bernoulli (Cours et exos)

- chaque étudiant.e doit traiter un des cas suivants : Torricelli, Venturi, Pitot

Mecaflu : chap.4 Traînée sur une sphère (Cours et exos)

- un.e étudiant.e doit tomber sur lecture courbe Cx=f(Re) : doit retrouver expression loi Stokes à partir graphe, expression Cx à gd Re à retrouver aussi
- déf Cx n'est pas à connaître par coeur
- doit connaître le critère pour modéliser la traînée comme linéaire ou quadratique en vitesse
- Notion de couche limite et d'écoulement parfait

Mecaflu : chap.3 Poiseuille cylindrique (Cours et exos)

- Moody est hors programme PC (est dans le poly pour culture)
- conduites : déf laminaire, turbulent, critère avec Re
- au moins un étudiant doit tomber sur Poiseuille cylindrique (bien donner les expressions des opérateurs dans ce cas là)

Mecaflu : chap.2 Dynamique fluides visqueux (Cours et exos)

Programme de colle S7 : lundi 13 - vend 17 novembre

Mecaflu : chap.4 Traînée sur une sphère (Cours et exos)

- un.e étudiant.e doit tomber sur lecture courbe Cx=f(Re) : doit retrouver expression loi Stokes à partir graphe, expression Cx à gd Re à retrouver aussi
- déf Cx pas à connaître par coeur
- doit connaître le critère (grossièrement) pour modéliser la traînée comme linéaire ou quadratique en vitesse
- Notion de couche limite et d'écoulement parfait

Mecaflu : chap.3 Poiseuille cylindrique (Cours et exos)
- Moody est hors programme PC (est dans le poly pour culture)
- conduites : déf laminaire, turbulent, critère avec Re
- au moins un étudiant doit tomber sur Poiseuille cylindrique (bien donner les expressions des opérateurs dans ce cas là)

Mécaflu chap.2 : dynamique des fluides visqueux (Cours et exos)

- il s'agit dans cette colle de surtout tester la connaissance du cours
- déf qualitative du nb de Reynolds, et démonstration expression par analyse dimensionnelle
- un étudiant du trinôme doit tomber sur Couette plan (avec énoncé)
- un autre doit tomber sur Poiseuille plan (avec énoncé)
- un étudiant doit tomber sur l'expression de la contrainte de cisaillement (pour champ vitesse simple du cours), puis démo de la force volumique de viscosité
- NStokes doit être connue par coeur et interprétée physiquement

Mécaflu chap.1 : cinématique des fluides (Cours)

- tester étudiants sur expression opérateur (v.grad) en cartésien
- tester étudiants sur compréhension de la définition de la dérivée particulaire (i.e. sur sa signification physique) : on pense lagrangien mais on écrit en eulérien
- interprétation des deux termes de la dérivée particulaire (nom des termes et analogie)
- Propriétés écoulement stationnaire à tester : intégral et local (pas forcément démo)
- idem pour écoulement incompressible et homogène + les deux réalisations concrètes de ce type d'écoulement
- bien tester la connaissance du Théorème de Stokes (circulation-rotationel), ainsi que la définition de ce qu'est une circulation. Nous avons investi du temps sur ces notions