Programme de colle S15 : lundi 23 - vend 27 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 ou 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), 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 : Fresnel n'est plus au programme, calcul math à la place (avec énoncé détaillé)

 

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 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

 

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
- 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 (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
- Forcément poser à un(e) étudiant(e) le calcul du rapport gyromagnétique (atome H cas classique)
- ordre de grandeur 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)

 

EMag chap.6 (un seul élément du cours)

- Forcément poser à un(e) étudiant(e) le calcul énergie électrostatique du noyau

Programme de colle S14 : lundi 16 - vend 20 janvier

ATTENTION : l'induction sera revue cette semaine (à distance)
HORS PROGRAMME cette semaine

Optique ondulatoire chap.1 : Modèle scalaire (Cours uniquement)

- 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)(e) 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
- évolution du retard de phase en fonction de la durée de propagation (PUIS en fonction du chemin optique)
- le chapitre n'est pas terminé, la suite est hors programme de colle

 

EMag chap.7 : Magnétostatique (Cours et exos)

- Déterminations de B avec 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(e) étudiant(e) le calcul du rapport gyromagnétique (atome H cas classique)
- ordre de grandeur 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)

 

EMag : chap.4 à 6 (Cours et exos)

- Effet Hall : à demander à un(e) étudiant(e)
- analogie avec gravitation
- Condensateur et dipôle électrostatique
- Forcément poser le calcul de V et E créés par dipôle EStat à au moins un(e) étudiant(e)
- ATTENTION : calcul énergie électrostatique du noyau PAS ENCORE TRAITE

 

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

Programme de colle S13 : lundi 09 - vend 13 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(e) étudiant(e)
- 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
- Effet Hall : à demander à un(e) étudiant(e)
- analogie avec gravitation
- Condensateur et dipôle électrostatique
- Forcément poser le calcul de V et E créés par dipôle EStat à au moins un(e) étudiant(e)
- 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 : calcul énergie électrostatique du noyau PAS ENCORE TRAITE

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

Programme de colle S12 : mardi 03 - vend 06 janvier

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
- Forcément poser un exo condensateur / ou le cours condensateur : si condensateur plan, ils doivent être autonomes sur la démarche. Si autre condensateur, les guider
- attention : dipôle EStat + énergie électrostatique du noyau pas encore été traité

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
- niveau cours, tester les membres du trinôme sur un des deux thèmes suivants :
  1- accélération particule chargée entre deux plaques avec ddp U
   2- mouvement plan circulaire dans champ B, deux possibilités :
      - soit on suppose le caractère circulaire, et les étudiants trouve le rayon en polaire
      - soit ils utilisent la base de Frenet (nveaux pgm) pour tout démontrer (trajectoire plane, circulaire, rayon)

Programme de colle S11 : lundi 12 - vend 16 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
- exos Gauss possibles, mais un seul exemple traité, rapidement en fin de cours, donc être bienveillant et bien guider (mais méthode doit être connue)
- 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 trouve 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.3 Gauss (Cours et exos)

- un seul exple complètement traité, assez rapidement : particule ponctuelle
- mais j'ai passé bcp de temps sur les invariances et les plans de symétrie
- possible de poser des exos, mais ne vous attendez pas encore à une grande dextérité

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, puis avec porteurs mobiles), pas de démo, vérifier compréhension physique des termes
- 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 (avec pièges éventuels..)
- 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

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

Programe de colle S10 : lundi 05 - vend 09 décembre

EMag : chap.1 conduction élec (Cours)

- Définition du courant, du vecteur j
- relation entre vecteur j et vitesse dérive des porteurs
- loi conservation charge intégrale et locale (ne pas tester la démo équation locale)
- conductivité élec du Cuivre à connaître par coeur
- Tester expressions loi ohm locale (limite de validité en fréquence du champ électrique excitateur : <<10^14 Hz)
- 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 de la conductivité en fonction paramètres.
En donnant des val numériques, déterminer celle du paramètre tau dans Cuivre : en déduire la durée caractéristique de l'établissement du régime permanent (validité loi ohm locale)

Thdic : diagrammes logP-h (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

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 : tous types (Exos)

Programme de colle S9 : lundi 28 - vend 02 décembre

Thdic : diagrammes logP-h

- Seul le diagramme de l'air a été travaillé, cf. les paragraphes 1.1 et 1.2 du chapitre
- Attention : ces diagrammes n'ont pas été vus en PCSI, car ne sont plus au programme de sup

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

Mecaflu : chap.5 Bernoulli (Cours et exos)

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

Programme de colle S8 : lundi 21 - vend 25 novembre

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

- Attention : chap.3 (énergie) pas encore traité
- 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
- le bilan d'Ec a été traité sur l'exemple de la fusée
- Aucun théorème énergétique en stationnaire n'a été vu (hormis Bernoulli bien-sûr)
- 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 S7 : lundi 14 - vend 18 novembre

Mecaflu : chap.5 Bernoulli (Cours et exos)

- deux des étudiants doivent traiter un des deux cas : Torricelli, Venturi
- Pitot pas encore traité (peut être donné, mais à guider)

Mecaflu : chap.4 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 à connaître par coeur

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 S6 : lundi 07 - vend 11 novembre

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