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14/02/2018

Programme de colle S18 : lundi 26 fév - vend 02 mars

Ondes chap.2 : ondes sonores dans fluides (Cours uniquement)

- Traité jusqu'au 1.4 (d'Alembert) uniquement. La suite est HPgm
- Au moins un des étudiants doit tomber sur démo d'Alembert 1D, après avoir linéarisé les 3 équations. Doit pouvoir être fait sans énoncé
- NB : 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

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

- demander à un étudiant démo éq d'Alembert dans cas corde vibrante : calcul doit pouvoir être fait sans énoncé
- 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")
- 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
- 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

Optique Ondulatoire : Michelson et Diffraction (exos)

- pas obligatoire + forcément après une partie conséquente sur chap.1 et 2 des ondes (cf. ci-dessus)

 

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02/02/2018

Programme de colle S17 : lundi 05 - vend 09 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
- 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 méca varie comme raideur/inertie

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

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
- 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

 

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26/01/2018

Programme de colle S16 : lundi 29 - vend 02 fév

Optique ondul chap.4 : Michelson lame d'air (Cours et exos)

- coin d'air pas encore traité, hors programme de colle
- vérifier que le protocole expérimental de formation du faisceau incident est maîtrisé (sera vu lundi en classe)
- 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 (je préfère)
    -- 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

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21/01/2018

Programme de colle S15 : lundi 22 - vendredi 26 janv

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

- le cas de la lumière blanche (spectre cannelé, blanc supérieur) n'a pas encore été traité, hors programme de colle
-
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, interférences ou non ? (Exos)

- 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 été mené (mais peut faire l'objet d'un exo, guidé)

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13/01/2018

Programme de colle S14 : lundi 15 - vend 19 janv

Optique ondul chap.2 : Superposition d'ondes, interférences ou non ? (Cours et exos)

- 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 été mené (mais peut faire l'objet d'un exo, guidé)
- attention : trous Young pas encore vus, aucun interféromètre n'a encore été étudié

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

- traité jusqu'au 2.4 inclus.
- 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. Notion de cohérence temporelle associée à ce modèle, 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

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

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04/01/2018

Programme de colle S13 : lundi 08 - vend 12 janv

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

- traité jusqu'au 2.4 inclus.
- 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. Notion de cohérence temporelle associée à ce modèle, 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

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 (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

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17/12/2017

Programme de colle S12 : lundi 18 - vend 22 déc

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)

- notamment interactions VdW et énergie EStat du noyau

 

09:58 Publié dans Colles | Lien permanent | Commentaires (0)

09/12/2017

Programme de colle S11 : lundi 11 - vend 15 déc

EMag : chap.4 à 6 (Cours et exos)

- Potentiel, énergie potentielle, relations avec champ élec (j'ai déf V à partir du champ élec, pas à partir de l'énergie potentielle). Etudiants doivent pouvoir réciter par coeur que existence potentiel vient du caractère irrotationnel
- 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 (nous avons réutilisé le résultat du plan infini, d'autres démarches sont possibles). Si autre condensateur, les guider un peu
- attention : l'application du dipôle aux interactions moléculaires n'a pas encore été traitée.
- attention : 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

16:53 Publié dans Colles | Lien permanent | Commentaires (0)

01/12/2017

Programme de colle S10 : lundi 04 - vend 08 nov

Emag : chap.3 Gauss (Cours et exos)

- coeur de la colle, de nombreux exemples faits ensemble, méthode doit être maîtrisée
- pas encore traités : potentiel, cartes de champ, condensateur et dipôle

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

- idem semaine passée, mais pas d'exos "imposés"
- tous les exos de la feuille de TD ont été traités

16:07 Publié dans Colles | Lien permanent | Commentaires (0)

24/11/2017

Programme semaine S9 : lundi 27 - vend 01 déc

EMag : chap.1 conduction élec (Cours et exos) + chap.2 Maxwell (Cours)

- chap.2 traité jusqu'au 2.2. uniquement (inclus) : vérifier que equ Maxwell sont connues. Attention, nous n'avons pas encore vu les équivalents intégrales
- niveau cours, tester chaque membre du trinôme sur un des trois thèmes suivants :
  - accélération particule chargée entre deux plaques avec ddp U (révision PCSI)
  - 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

Machines thermiques en écoulement (Exos)

17:19 Publié dans Colles | Lien permanent | Commentaires (0)