Programme de colle S15 : lundi 28 janv - vend 01 fév

Optique ondul chap.4 : Michelson lame d'air (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 : pas encore traité, le sera en TD et DM cette semaine (à guider si exo)
- spectre cannelé en lumière blanche
- vérifier que le protocole expérimental de formation du faisceau incident est maîtrisé
- Point de vue perso, 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
    -- celui avec deux sources secondaires cohérentes, les miroirs n'apparaissent plus
- calcul p(M) dans plan focal lentille CV de projection
- allure figure interférence, Attention : ordre décroît quand on s'écarte du centre de l'écran, rayon des anneaux, faire rentrer les anneaux pour tendre vers le contact optique
- blanc d'ordre supérieur en lumière blanche, teinte de Newton quand très proche contact optique

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

- 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.)
- démo expression ordre p(M) trous Young, dans conditions Fraunhofer ou pas, puis allure éclairement sur écran (numérotation des franges). Effet de l'introduction d'une lame de verre
- 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 (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, pas idem que cas spatial !) traduisant brouillage des franges dans le cas d'une raie de faible largeur
- cas lumière blanche : prédire nombre de franges visibles (environ 2 de chaque côté de la frange achromatique), notion de spectre cannelé, en un point de l'écran dénombrement cannelures et valeurs des longueur d'ondes éteintes
- réseau plan : expression ddm, montage expérimental (conditions Fraunhofer), minimum de déviation

Programme de colle S14 : lundi 21 - vend 25 janv

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

- jusqu'au 3.1 inclus, le reste du cours est hors programme de colle
- le TD sera traité mercredi, donc exos bien guidés
- 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.)
- demander à chaque membre du trinôme un des items suivants :
   -- démo expression ordre p(M) trous Young, dans conditions Fraunhofer ou pas, puis allure éclairement sur écran (numérotation des franges). Effet de l'introduction d'une lame de verre
   -- 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 (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, pas idem que cas spatial !) traduisant brouillage des franges dans le cas d'une raie de faible largeur

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

- demander à au moins 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" ? "déphasage" ? au point M ou à l'émission ?
Pour deux ondes :
- ddm, ordre d'interférences
- Savoir établir la formule de Fresnel avec les complexes, 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 :
- demander à au moins un étudiant de déterminer le critère frange brillante, ainsi que la largeur de la frange avec diagramme de Fresnel (calcul math a été fait, mais n'est pas explicitement au programme de PC)
- NB : bien que les réseaux soient évoqués pour donner un exemple concret, le calcul de la ddm n'a pas encore été mené

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"

 

Programme de colle S13 : lundi 14 - vend 18 janv.

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

- jusqu'au 2.2 inclus
- demander à au moins 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" ? "déphasage" ? au point M ou à l'émission ?
Pour deux ondes :
- ddm, ordre d'interférences
- Savoir établir la formule de Fresnel avec les complexes, après que la cohérence des deux sources (secondaires nécessairement) a été affirmée
- attention : trous Young pas encore vus, aucun interféromètre n'a encore été étudié

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
- 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"

EMag chap.8 : Induction (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
- 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

Programme de colle S12 : lundi 07 - vendredi 11 janvier

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
- 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 : 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

EMag chap.6 : dipôle EStat uniquement (Cours et exos)

- calcul de V et E créés par dipôle EStat
- interactions VdW et énergie EStat du noyau

Programme de colle S11 : lundi 10 - vend 14 déc.

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
- attention : chap.6 traité jusqu'au 3.5 inclus. L'application du dipôle aux interactions moléculaires n'a pas encore été traitée. Le calcul de l'énergie électrostatique du noyau d'un atome n'a pas encore été traité

EMag : chap.3 Gauss (Cours et exos)

- de nombreux exemples faits ensemble, méthode doit être maîtrisée

Programme de colle S10 : lundi 03 - vend 07 déc.

Emag : chap.4 Potentiel (Cours uniquement)

- traité jusqu'au 1.4 inclu
- relation locale entre E et V
- relation intégrale entre E et V : bien demander un schéma, vérifier que indépendance chemin suivi est sue (la démo de cette propriété à partir de Th Stokes n'est pas au prgm. A demander éventuellement à étudiants qui visent > CCP)
- démo équation de Poisson
- NB : je définis le potentiel à partir de E (relation locale, caractère irrotationnel de E), et pas à partir de l'énergie potentielle de la force électrique (aspect pas encore abordé en cours)

Emag : chap.3 Gauss (Cours et exos)

- coeur de la colle, de nombreux exemples faits ensemble, méthode doit être maîtrisée
- pas encore traités : cartes de champ, condensateur et dipôle (si vous posez ces deux derniers, bcp guider)

Emag : chap.1 et 2 Conducteurs ohmiques et Maxwell (Cours et exos)

Programme de colle S9 : lundi 26 - vend 30 nov

EMag : chap.1 conduction élec + 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, puis avec porteurs mobiles), pas de démo, vérifier compréhension physique des termes
- relations de passage à connaître, et les étudiants doivent expliquer avec des mots et un schéma leur signification
- niveau cours, tester chaque membre du trinôme sur un des trois thèmes suivants :
  - 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)
  - mouvement plan circulaire dans champ B (révision PCSI) : caractère circulaire n'est pas à démontrer
  - modèle de Drude (frottements fluide uniquement), expression conductivité en fonction paramètres
- Effet Hall : programme parle d'approche descriptive, cf. ce que j'ai fait dans le cours pour voir le degré d'approfondissement math de mon cours

Révisions machines thermiques PCSI : 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
- 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) + définition efficacité
- un étudiant au moins doit redémontrer un des théorèmes de Carnot

Programme de colle S8 : lundi 19 - vend 23 nov.

‎Bilans macros : idem semaine passée + premier principe, énergie mécanique : pompe par exemple

+ révisions machine thermique (seulement avec diagramme p,h)

Programme de colle S7 : lundi 12 - vend 16 nov.

Bilans macros : chap.1 et 2 Méthodo + bilans qté mvt et Ec (Cours et exos)
- bien définir deux systèmes, l'ouvert et le fermé. Comprendre l'intérêt d'utiliser un système fermé
- bilans quantité de mouvement fusée à demander à un étudiant
- 1er ppe écoulement stationnaire hors programme de colle, pas de machines thermiques
- Bilan Ec à refaire en entier, car TEM système ouvert écoulement stationnaire pas encore vu
- pas de bilan de moment cinétique

Mecaflu : chap.6 Bernoulli (Cours et exos)
- chaque étudiant doit tomber sur un des cas suivants : Torricelli, Venturi, Pitot

Mecaflu : chap.3 à 5 (Cours et exos)
- pas la priorité, mais au programme du DS à venir

Programme de colle S6 : lundi 05 - vend 09 nov.

Grosse partie cours dans ce programme de colle

Mecaflu : chap.6 Bernoulli (Cours uniquement)
- chaque étudiant doit tomber sur un des cas suivants : Torricelli, Venturi
- Pitot n'a pas encore été traité

 

Nous n'avons pas encore fait d'exos de TD sur les chapitres ci-dessous
mais les exemples du cours suffisent pour aborder d'autres cas en colle

 

Mecaflu : chap.5 Traînée sur une sphère (Cours et exos)
- un étudiant 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 par coeur, mais une fois déf donnée ils doivent expliquer comment a été construit ce nombre (on adimensionne norme de traînée surfacique en divisant par énergie volumique de réfce)

Mecaflu : chap.4 Poiseuille cylindrique (Cours et exos)
- Moody est hors programme PC (est dans le poly pour culture)
- conduites : déf laminaire, turbulent, critère avec Re
- un étudiant doit tomber sur Poiseuille cylindrique (donner opérateurs)

Mecaflu : chap.3 Dynamique fluides visqueux (Cours et exos)
- un étudiant doit tomber sur Couette plan, un autre sur Poiseuille plan