Optique Ondul : chap.1 à 3

- Chap.1 : modèle scalaire, chemin optique (Optique_chap1_nature_ondul.pdf)

- Chap.2 : Conditions interférences à 2 ondes, et à N ondes (Optique_chap2_interfces_2ondes.pdf)
paragraphe 3.2 reformulé (utile pour retravailler cette partie du cours)

- Chap.3 : Trous, fentes Young, réseau (Optique_chap3_Young.pdf)

- TD associé (Optique_chap3_Young_TD.pdf)
Exos 1 et 3 à préparer pour mardi 31/01

Programme de colle S16 : lundi 30 - vend 03 février

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

- TD sera fait mardi, mais on peut déjà poser des exos (bien guider)
- demander à un.e membre du trinôme : démo expression ordre p(M) trous Young dans conditions std, puis allure éclairement sur écran (numérotation des franges)
- demander à un.e membre du trinôme : démo expression ordre p(M) trous Young dans conditions Fraunhofer
- Effet de l'introduction d'une lame de verre
- 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.)
- Comparaison avec l'expérience : enveloppe de diffraction (différence trous / fentes)
- 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 par coeur
- cas du doublet spectral (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) traduisant brouillage des franges dans le cas d'une raie de faible largeur

Signification/définition de "Δp" doit être maîtrisée dans cas spatial et spectral

- cas lumière blanche : PAS ENCORE traité
- réseau plan : PAS ENCORE traité

 

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), 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.8 : ARQS et induction (à travailler à la maison)

- Cours pdf (Electromag_chap8_ARQS_induction.pdf)

- Fichier manuscrit : Electromag_chap8_ARQS_induction_manuscrit.pdf

- Liens vers les vidéos :
partie 1 ARQS : https://www.youtube.com/watch?v=nZ2GuqaXkEc
partie 2 Loi Faraday : https://www.youtube.com/watch?v=0qkvUuveEuQ
partie 3 coeff d'inductance (en deux vidéos, suite à erreur manipulation) :
https://www.youtube.com/watch?v=-ACgv8QW5vQ
https://www.youtube.com/watch?v=LlQb3MNsrfE

- Corrections des paragraphes 2.3, 2.4, 3.8 et 4.1 :
corrigé (Electromag_chap8_ARQS_induction_manuscrit_corrige.pdf)

 

- TD associé (Electromag_chap8_ARQS_induction_TD.pdf)
Exos 1 et 2 à traiter pour mardi 24/01

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

EMag chap.6 (fin) : Energie EStat du noyau

- Fichier manuscrit (Electromag_chap6_noyau_manuscrit.pdf)

- Lien de la vidéo associée : https://www.youtube.com/watch?v=bTq-mN_VyqY

NB : ce n'est pas à travailler tout de suite, les révisions d'induction sont très prioritaires. A travailler durant le prochain we, ce sera au programme de colle de la semaine prochaine.

EMag chap.7 : Magnétostatique

- Cours (Electromag_chap7_BStat_Ampere_Laplace_dipole.pdf)

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

TP14 : Goniomètre à prisme

- Enoncé pdf (TP14_optique_goniometre.pdf)

- Lien vidéo réglages (basiques) du goniomètre : https://www.youtube.com/watch?v=sN71iJH-uPU

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

EMag chap.6 : Condensateur plan - Dipôle - Noyau

Vidéo à visionner pour la rentrée

Je répondrai à des questions en présentiel si nécessaire

- Cours pdf que je distribuerai en cours (Electromag_chap6_condensateur_dipole_noyau.pdf)

- Fichier manuscrit pour le condensateur plan (Electromag_chap6_condensateur_manuscrit.pdf)
- Vidéo qui traite du Condensateur plan : https://www.youtube.com/watch?v=AcPc1hxSjJQ

NB : le reste du cours sera traité à la rentrée