Programme de colle S3 : lundi 30 sept - vend 04 oct

Diffusion thermique (Cours uniquement)

- le cours n'est pas terminé, traité jusqu'au 2.2 inclus

Diffusion particulaire (Cours et exos)

- TD sera fait mardi, mais exos possibles en guidant bien
- tester : distinction diffusion/convection; cause et csq de la diffusion; exemples concrets; déf densité volumique de particules, flux, flux surfacique (unités, pour vérifier que ces nouvelles grandeurs sont comprises physiquement)
- établissement équation locale de conservation dans cas unidirectionnel + unidimensionnel cartésien : à demander à au moins un étudiant
- Loi Fick + interprétation physique. Unité D, et hierrachie diffusion dans gaz, liquide, solide
- établissement (et par coeur) équation de diffusion (irréversibilité car d/dt)
- Etablir relation entre distance et durée caractéristique de diffusion (raisonnement par analyse dim/odg à partir équation diffusion) + interprétation physique

 chap intro : débit et loi de conservation (Cours uniquement)

- concepts introduits sur le transport de masse
- définition débit et vecteur débit surfacique (avec schéma)
- attention, je définis j à partir du débit, et je démontre la relation avec v (pas l'inverse)
- distinction eulérien / lagrangien pas encore vue
- équation intégrale et locale de conservation de la masse : savoir démontrer la locale à partir de l'application de l'intégrale à une tranche élémentaire en géom unidir et unidim
- Th flux-divergence à connaître, avec dessin à l'appui (équ locale à démontrer plutôt avec méthode ci-dessus)
- NB : je n'ai pas encore démontré l'équation intégrale de conservation de la masse pour un système ouvert à partir d'un système fermé (je l'ai introduit de manière intuitive) : sera vue plus tard dans chapitre "bilans macros"

Opérateurs analyse vectoriel (Cours)

- Vérifier que grad, div, laplacien sont connus en cartésien

Mecaflu : révisions statique des fluides  (Cours et exos)

- Archimède : origine physique et théorème
- les deux exemples statique en non galiléen : demander à deux étudiants de traiter chacun un cas
- interprétation physique du gradient (grâce à la relation df et grad(f))
- autres notions math en début de poly (avec les interprétations physiques)

Programme de colle S2 : lundi 23 - vend 27 septembre

Mecaflu : révisions statique des fluides  (Cours uniquement)

- énoncé RFS en vectoriel, avec gradient
- démo RFS (cas 1D) : demander à un étudiant cette démo
- démo P(z) cas liquide et atmo isoT
- Archimède : origine physique et théorème
- les deux exemples traités en non galiléen : demander à deux étudiants de traiter chacun un cas
- interprétation physique du gradient (grâce à la relation df et grad(f)) : demander à un étudiant
- autres notions math en début de poly (avec les interprétations physiques)

Meca point et solide : chap.1, 2 et 3 (Cours et exos) + annexe syst coordonnées

- le programme de PC est copié à la fin des polys de cours
- ne pas hésiter à poser en colle des exos traités en cours et en TD
- éviter les exos trop calculatoires sur Coriolis (pas dans l'esprit de la filière)
- vitesse et accélération d'entraînement : avec point coïncident conformément au programme (je demande aux étudiants de connaître la force centrifugre par coeur quand même)
- compte-tenu du programme, éviter les 'vieux' exos de méca du solide de PC, rester proche de la situation étudiée en cours (véhicule à roue)
- attention : Th Koenig ne sont pas au programme, ni le réf barycentrique
- marées (en analyse de doc), pas encore traitées
- vérifier que étudiants maîtrisent les systèmes de coordonnées : dessin, distinction composante/coordonnée, expression déplacement élémentaire, surface élémentaire et volume élémentaire

Révisions de méca PCSI (exos, pas la priorité)

- essentiellement pour traiter les exos de 2e année (méca point et solide)
- Epeff des CFCC pas revue
- qq notions de cours sur notations différentielles et opérateurs d'analyse vectorielle en début de ce chap de révision (interprétation phys de div() et rot() pas encore vue, mais grad() oui)

Programme de colle S1 : lundi 16 - vend 20 septembre

Meca point et solide : chap.1 (Cours et exos) + chap. 2 et 3 (Cours uniquement) + annexe syst coordonnées

- le programme de PC est copié à la fin des polys de cours
- ne pas hésiter à poser en colle des exos traités en cours et en TD
- vitesse et accélération d'entraînement : avec point coïncident conformément au programme (je demande aux étudiants de connaître la force centrifuge et la force de Coriolis par coeur quand même)
- attention : Th Koenig ne sont pas au programme, ni le réf barycentrique
- marées (en analyse de doc), pas encore traitées
- vérifier que étudiants maîtrisent les systèmes de coordonnées : dessin, distinction composante/coordonnée, expression déplacement élémentaire, surface élémentaire et volume élémentaire

Révisions de méca PCSI

- toute la sup, SAUF particules chargées (forceLorentz) et notion d'énergie potentielle effective

Programme de colle S22 : lundi 01 - vend 05 avril (le dernier !)

Cours LASER (Cours et exos)

- cf. le programme à la fin du poly pour connaître les attendus
- demander à un étudiant de traiter l'effet des lentilles sur le faisceau gaussien (avec énoncé, idem le cours)

MecaQ chap.3 : Effet Tunnel (Cours et exos)

- qq idées qualitatives importantes à retenir (encadrés du cours) : tester les étudiants sur leur capacité à les réciter

MecaQ chap. 1et 2 : Fonction d'onde - Puits de potentiel (Cours et exos)

Ondes chap.1 à 5 (Cours et exos)

 

NB : le programme de PC est terminé, dernière colle avant les écrits.
Colles d'entraînement aux oraux à partir de fin mai environ

 

Programme de colle S21 : lundi 24 - vend 28 mars

MecaQ chap.1 : Fonction d'onde (Cours)

- vérifier que les encadrés du cours sont connus, interprétations physiques fonction d'onde
- Schrödinger n'est pas à connaître par coeur

MecaQ chap. 2 : Puits de potentiel (Cours)

- Puits de potentiel infini seulement (le cas fini n'a pas encore été traité, pas au pgm de colle)
- Demander à un étudiant de retrouver les niveaux d'énergie, avec énoncé

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

- à demander à un étudiant (énoncé détaillé) : interface vide-plasma OU vide-métal (BF et visible)

Ondes chap.1 à 5 (Cours et exos)

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)

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

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

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

Programme de colle S16 : lundi 04 - vend 08 fév.

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

- demander à un étudiant démo éq d'Alembert dans cas corde vibrante : calcul doit pouvoir être fait sans énoncé
- 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
- nous n'avons pas eu le temps de discuter physiquement de la réversibilité associée à d'Alembert, ni de discuter de l'expression de la célérité

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

- programme PC à la fin du poly (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 diffractant
- 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)

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

- lame d'air et coin d'air
- attention en coin d'air :
  -- pas de démo de la zone de localisation des franges en source étendue ("autour du coin")
  -- démo ddm en disant que localement assimilable à une lame d'air (d'épaisseur variable)
- spectrométrie de Fourier (cas du doublet traité)
- spectre cannelé en lumière blanche