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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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Ondes chap.2 : ondes sonores dans les fluides

- Cours (Ondes_chap2_onde_sonore_fluide.pdf)

- TD (Ondes_chap2_onde_sonore_fluide_TD.pdf)

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Ondes chap.1 : d'Alembert

- Corde, son dans solide, OPH et OSH (Ondes_chap1_unidim_Alembert.pdf)

- TD associé (Ondes_chap1_unidim_Alembert_TD.pdf)
Préparer exos 1 et 2 pour le mercredi de la rentrée

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12/02/2018

Actualités concernant la détection d'ondes gravitationnelles

- Onde gravitationnelle issue de la fusion de deux étoiles à neutrons + mesure d'une contrepartie dans le domaine optique (ActualitesLAL-oct2017-LIGO-Virgo-PremiereMondiale.pdf)

10:10 Publié dans Science | Lien permanent | Commentaires (0)

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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Optique ondulatoire chap.5 : Diffraction, optique de Fourier

- Cours (Optique_chap5_diffraction_Fourier.pdf)

- TD associé (Optique_chap5_diffraction_Fourier_TD.pdf)
les deux exercices sont à traiter pour mercredi prochain (+ exo 6 Michelson)

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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

10:12 Publié dans Colles | Lien permanent | Commentaires (0)

Optique Ondul chap.4 : Michelson

- cours (Optique_chap4_Michelson.pdf)

- TD associé (Optique_chap4_Michelson_TD.pdf)
Exos 1, 5 et 6 à préparer pour lundi 29/01

10:00 Publié dans Cours/TD | Lien permanent | Commentaires (0)

21/01/2018

Optique ondul chap.3 : Trous d'Young

- cours (Optique_chap3_Young.pdf)

- TD associé (Optique_chap3_Young_TD.pdf)
Exos 1 et 2 à traiter pour mercredi 24 janvier

10:26 Publié dans Cours/TD | Lien permanent | Commentaires (0)

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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