Catégorie : Physique PC 2018-2019

Semaine 22 : du 11/03 au 15/03

Programme de colles de la semaine 23 du 18/03 au 22/03

Une question de cours obligatoirement parmi (à savoir faire en environ 20 min max) :

  • [ondes 1] établir l’équation d’onde pour des ondes transversales sur une corde vibrante (hypothèses et approximations à citer)
  • [ondes 1] établir l’équation d’onde pour des ondes longitudinales dans une tige solide (hypothèses et approximations à citer)
  • [ondes 2] établir l’équation de propagation de la surpression pour les ondes acoustiques dans un fluide (hypothèses et approximations à citer)

Un exercice parmi les chapitres :

  • Équations de MaxwellEM4_plan
  • Induction électromagnétique → révisions de première année
  • Ondes mécaniques unidimensionnelles dans les solides déformablesOd1_plan

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A l’attention des étudiants :

– les questions de cours de cette semaine doivent être parfaitement sues et même si elles sont un peu longues il faut savoir les rédiger rapidement : chronométrez-vous !

– pour le chapitre Od1, les exercices de base à savoir faire pour cette semaine de colles sont : ex 1, 2, et 5 ;  (Correction détaillée : voir la partie TD). Pour le mercredi 20/03 : ex 3 et 6.

Travaux pratiques

TP Diffraction et filtrage optique

Cours

Ondes 1 : Ondes mécaniques unidimensionnelles dans les solides déformables (→ fin)

Ondes 2 : Ondes acoustiques dans les fluides (→ III)

Pour compléter le cours :

– visualisation de la superposition de deux ondes progressives donnant une onde stationnaire :

http://www.sciences.univ-nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/Ondes/ondes_stationnaires/stationnaires.php

– pour avancer dans le problème 2 du chapitre Od1, vidéo de la chaîne Youtube Numberphile :


Plan(s) du (des) chapitre(s) ; capacités exigibles ; documents de cours :

Travail à faire

Pour mercredi : EM4 ex 3

Pour jeudi : finir les exercices de EM4 en autonomie

Pour vendredi : finir les exercices de EM4 en autonomie

Travaux dirigés

Énoncé : Od1_ex

Correction : Od1_cor

Semaine 21 : du 04/03 au 08/03

Programme de colles de la semaine 22 du 11/03 au 15/03

Électrostatique (cours et exercices) → EM2_plan

Magnétostatique (cours et exercices) → EM3_plan

Équations de Maxwell (cours et exercices) → EM4_plan

Ondes mécaniques unidimensionnelles dans les solides déformables (question de cours uniquement parmi les suivantes) :

  • établir l’équation d’onde pour des ondes transversales sur une corde vibrante (hypothèses et approximations à citer)
  • établir l’équation d’onde pour des ondes longitudinales dans une tige solide (hypothèses et approximations à citer)

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A l’attention des étudiants :

– pour le chapitre EM4, les exercices de base à savoir faire pour cette semaine de colles sont : ex 1, 2, et 4 ; passer du temps ce weekend sur l’ex 3, qui met en œuvre beaucoup de points clés du cours, en s’aidant de la correction si besoin (Correction détaillée : voir partie TD). Pour le mercredi 13/03 : ex 3.

Travaux pratiques

TP Interféromètre de Michelson : approfondissements

Cours

Électromagnétisme 4 : Équations de Maxwell (→ fin)

Ondes 1 : Ondes mécaniques unidimensionnelles dans les solides déformables (→ III)

Pour compléter le cours :

– Simulation des ondes transversales sur une corde :

https://phet.colorado.edu/sims/html/wave-on-a-string/latest/wave-on-a-string_fr.html

– très bonne vidéo de David Louapre (« science étonnante ») sur la structure interne de la Terre (durée 15 min ; séismes à partir de 11 min, à regarder !)



Plan(s) du (des) chapitre(s) ; capacités exigibles ; documents de cours :

Travail à faire

Pour mercredi : EM3 ex 1 et 5

Pour jeudi : EM3 ex 8

Pour vendredi : EM3 pb n°1

Travaux dirigés

Énoncé : EM4_ex

Correction : EM4_cor

Semaine 20 : du 25/02 au 01/03

Programme de colles de la semaine 21 du 04/03 au 08/03

– Sources du champ électromagnétique (cours et exercices) → EM1_plan

– Électrostatique (cours et exercices) → EM2_plan

– Magnétostatique (cours et exercices, sauf approche documentaire de l’expérience de Stern et Gerlach) → EM3_plan

– Équations de Maxwell (cours, uniquement sur la question suivante) :

  • citer les équations de Maxwell et démontrer les formes intégrales


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A l’attention des étudiants :

– pour le chapitre EM3, les calculs de champ magnétique du cours sont à savoir faire absolument ; et les exercices de base à savoir faire pour cette semaine de colles sont : ex 2, 4, et 7 (Correction détaillée : voir partie TD). Pour le mercredi 06/03 : ex 1 et 5.

Travaux pratiques

TP Interféromètre de Michelson : approfondissements

Cours

Électromagnétisme 3 : Magnétostatique (→ fin)

Électromagnétisme 4 : Équations de Maxwell (→ II)

Pour compléter le cours :

– expériences de supraconductivité avec Julien Bobroff (14 min, A REGARDER ABSOLUMENT 😀 ) :

– à l’intérieur d’un réacteur de fusion thermonucléaire :

– Aperçu du projet ITER :

https://www.iter.org/fr/proj/inafewlines


Plan(s) du (des) chapitre(s) ; capacités exigibles ; documents de cours :

Travail à faire

Pour mercredi : Avancer sur les TD EM2 et EM2_suite en autonomie

Pour jeudi : Avancer sur les TD EM2 et EM2_suite en autonomie

Pour vendredi :Avancer sur les TD EM2 et EM2_suite en autonomie

Travaux dirigés

Énoncé : EM3_ex

Correction : EM3_cor

Conseils et ressources pour les vacances d’hiver

Pensez à consulter le site quelques fois pendant ces vacances ; j’y déposerai sans doute des documents importants à lire avant la rentrée.

NEW (19/02) :

  • Suite du TD sur le chapitre EM2, sur le thème du dipôle électrostatique (une version papier sera distribuée). Il faudra avoir fait au moins les exercices 2, 3 et 4 avant le DS du 2 mars. Sujet : EM2_ex_suite. Correction : EM2_cor_suite
  • Programme du DS du 2 mars : toute l’optique (de O1 à O5) ; EM1 et EM2

 

Comme nous l’avons dit en classe, ces vacances sont déterminantes ! Organisez-vous et planifiez votre travail. Ci-dessous quelques pistes si vous manquez d’idées 😉 Bon courage à toutes et tous !

  • Révision du cours de ces dernières semaines. Rédiger les fiches manquantes. Reprendre les exercices de TD non abordés.
  • TD du chapitre EM2 à bien avancer (on ira vite dessus à la rentrée) ; la correction est en ligne.
  • Reprendre / refaire (au moins en partie) le DS n°4 (correction : DS4_cor)
  • DM n°4 à faire (pour tous). En profiter pour réviser l’induction électromagnétique vue en PCSI.
  • DM plus difficile (pour ceux qui le souhaitent) : Télescopes infrarouges ; Télescopes infrarouges – correction : surtout la partie III, mais une grande partie de l’épreuve est abordable à ce moment de l’avancement du cours. Attention : la partie II fait appel à des connaissances d’optique géométrique qui ne sont plus au programme).

 

PS : erreur de copier-coller dans le doc. 7 du chapitre EM2. Voir ici la version corrigée : EM2_doc

Semaine 19 : du 04/02 au 08/02

Programme de colles de la semaine 20 du 25/02 au 01/03

– Notions sur la diffraction (cours et exercices) → O5_plan

– Sources du champ électromagnétique (cours et exercices) → EM1_plan

– Électrostatique (cours et exercices) → EM2_plan . A l’attention des interrogateurs, pour cette semaine et pour ce chapitre :

  • Questions de cours sur le dipôle électrostatique possibles et souhaitables (expression de V(M) par exemple) ; exercice seulement s’il est très guidé / proche du cours, ou alors pour les étudiants ayant des facilités.
  • Pas de questions / exercices sur l’obtention de l’énergie de constitution d’un noyau atomique par adjonction progressive de charges apportées de l’infini.

– Magnétostatique : uniquement sur la question de cours suivante :

  • équations locales de la magnétostatique ; démonstration des formes intégrales.
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A l’attention des étudiants :

– pour le chapitre EM2, les exercices de base à savoir faire pour cette semaine de colles sont : ex 1, 3, 6, 8 et 10 (Correction détaillée : voir partie TD). Pour le mercredi 27/02 : avancer le plus possible le TD, en autonomie avec la correction.

Travaux pratiques

TP Interféromètre de Michelson : réglage et premières mesures

Cours

Électromagnétisme 2 : Électrostatique (→ fin)

Électromagnétisme 3 :Magnétostatique (→ I)

Pour compléter le cours :


Plan(s) du (des) chapitre(s) ; capacités exigibles ; documents de cours :

Travail à faire

Pour mercredi : EM1 : ex 6 et problème n°2

Pour jeudi : EM1 : problème n°1

Pour vendredi :

Travaux dirigés

Énoncé : EM2_ex

Correction : EM2_cor (désolé pour la qualité de compression, le site n’accepte pas les grosses pièce jointe…)

Semaine 18 : du 28/01 au 01/02

Programme de colles de la semaine 19 du 04/02 au 08/02

– L’interféromètre de Michelson (cours et exercices) → O4_plan

– Notions sur la diffraction (cours et exercices) → O5_plan

– Sources du champ électromagnétique (cours et exercices)→ EM1_plan

– Électrostatique (cours, uniquement sur les 4 questions suivantes) :

  • citer les deux lois de l’électrostatique : rot E=0 et div E=rho/epsilon0 (version locale donc, + démonstration du passage à la version intégrale)
  • Citer les invariances et symétries envisageables pour une distribution de charges et les conséquences pour le champ E. Donner des exemples.
  • Analyser une carte de champ
  • A l’aide du théorème de Gauss, calculer le champ E dans le cas d’une charge ponctuelle ou dans le cas d’un plan infini.


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A l’attention des étudiants :

– pour le chapitre EM1, les exercices de base à savoir faire pour cette semaine de colles sont : ex 1, 2, 3 et 5 (Correction détaillée : voir partie TD). Pour le mercredi 06/02 : faire l’ex 6 et le problème n°2

Travaux pratiques

TP Interféromètre de Michelson : réglage et premières mesures

Cours

Électromagnétisme 1 : Sources du champ électromagnétique (→ fin)

Électromagnétisme 2 : Électrostatique (→ IV.1)

Pour compléter le cours :

 


Plan(s) du (des) chapitre(s) ; capacités exigibles ; documents de cours : EM2_doc

Travail à faire

Pour mercredi : O5 ex 6 et problème

Pour jeudi :

Pour vendredi :

Travaux dirigés

Énoncé : EM1_ex

Correction : EM1_cor

Semaine 17 : du 21/01 au 25/01

Programme de colles de la semaine 18 du 28/01 au 01/02

– Étude de diviseurs du front d’onde : les trous d’Young et ses généralisations (cours et exercices) → O3_plan

– L’interféromètre de Michelson (cours et exercices) → O4_plan

– Notions sur la diffraction (cours et exercices) → O5_plan

– Sources du champ électromagnétique (cours, uniquement sur les paragraphes I et II, pas d’exercices)→ EM1_plan


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A l’attention des étudiants :

– pour le chapitre O5, les exercices de base à savoir faire pour cette semaine de colles sont : ex 1, 2, 3, 4 et 5 (Correction détaillée : voir partie TD). Pour le mercredi 30/01 : faire l’ex 6 et le problème

Travaux pratiques

TP Fentes d’Young et réseau

Cours

Optique 5 : Notions sur la diffraction (→ fin)

Électromagnétisme 1 : Sources du champ électromagnétique (→ II)

Pour compléter le chapitre O5 :

– Images issues d’un montage de strioscopie (avec un miroir parabolique), vidéos de Derek Muller (Veritasium)
https://www.youtube.com/watch?v=4tgOyU34D44


Plan(s) du (des) chapitre(s) ; capacités exigibles ; documents de cours : O5_doc

Travail à faire

Pour mercredi : O4 ex 4 et 7

Pour jeudi : O4 ex 5 et problème n°2

Pour vendredi :

Travaux dirigés

Énoncé : O5_ex

Correction : O5_cor

Semaine 16 : du 14/01 au 18/01

Programme de colles de la semaine 17 du 21/01 au 25/01

– Superposition de deux ondes lumineuses (cours et exercices) → O2_plan

– Étude de diviseurs du front d’onde : les trous d’Young et ses généralisations (cours et exercices) → O3_plan

– L’interféromètre de Michelson → O4_plan


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A l’attention des étudiants :

– pour le chapitre O4, les exercices de base à savoir faire pour cette semaine de colles sont : ex 1, 2, 3 et 6 (Correction : voir partie TD). Pour le mercredi 23/01 : faire les ex 4 et 7

– errata :

chapitre O3, ex 9, question 3 : il faut lire sinc(x) au lieu de sinc.

chapitre O4, ex 4, question 4 : il faut lire 589,3 nm au lieu de 589,0 nm et -0,15 mm au lieu de -15 mm.

Travaux pratiques

TP Fentes d’Young et réseau

Cours

Optique 3 : Étude de diviseurs du front d’onde : les trous d’Young et ses généralisations (→ fin)

Optique 4 : L’interféromètre de Michelson (→ fin)

Pour compléter le chapitre :

– article de 2016 sur l’observation des ondes gravitationnelles issues de la fusion de deux trous noirs (plus pour que vous voyiez la forme de ce type d’article : notez qu’avec le nombre de contributeurs, c’est très intéressant d’avoir un nom de famille qui commence par « Abb »… ; notez sur les graphes le très bon accord entre les observations et la théorie de la relativité générale) : PhysRevLett.116.061102

– à mettre en lien avec la simulation suivante (35 s) :

– conférence de presse (1h11min) à l’annonce de cette découverte extraordinaire. Notez la grande émotion de l’astrophysicienne France Cordova à 0:00, puis du physicien théoricien Kip Thorne qui a travaillé pendant 30 ans sur ce projet (31:08). L’annonce se fait 4:00. Des explications scientifiques sont distillées dans le reste de la conférence de presse.

– version vulgarisée en 9 min :

– Simulation de l’interféromètre de Michelson :

http://ressources.univ-lemans.fr/AccesLibre/UM/Pedago/physique/02/optiondu/michelson.html


Plan(s) du (des) chapitre(s) ; capacités exigibles ; documents de cours : O4_doc

Travail à faire

Pour mercredi : O3 ex 5

Pour jeudi : O3 ex 8

Pour vendredi : O3 ex 6 (et 9 éventuellement)

Travaux dirigés

Énoncé : O4_ex

Correction : O4_cor_01_02 O4_cor_03_06

Semaine 15 : du 07/01 au 11/01

Programme de colles de la semaine 16 du 14/01 au 18/01

– Modèle scalaire des ondes lumineuses (cours et exercices) → O1_plan

– Superposition de deux ondes lumineuses (cours et exercices) → O2_plan

– Étude de diviseurs du front d’onde : les trous d’Young et ses généralisations (cours jusqu’au paragraphe II inclus et exercices) → O3_plan


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A l’attention des étudiants :

– pour le chapitre O3, les exercices de base à savoir faire pour cette semaine de colles sont : ex 1, 2, 3 et 4 (Correction : O3_cor). Pour le mercredi 16/01 : faire l’ex 5.

– pour relire le cours du chapitre O3 : documents 6 et 7 à consulter (une version papier sera distribuée, ne pas imprimer) : O3_doc

– erratum : il manquait une question dans l’ex 4 du TD MF4. Version corrigée : MF4_ex


Travaux pratiques

TP Lunette astronomique (2h)

Cours

Optique 3 : Étude de diviseurs du front d’onde : les trous d’Young et ses généralisations (→ II.2)

Pour compléter le chapitre :


Plan(s) du (des) chapitre(s) ; capacités exigibles ; documents de cours : O3_doc

Travail à faire

Pour mercredi : O2 ex 5

Pour jeudi : O2 ex 6

Pour vendredi : (O2 exercice plus difficile : 7 et 8)

Travaux dirigés

Énoncé : O3_ex

Correction : O3_cor