Catégorie : PC

Sujets d’annales et rapports de jury (prenez le réflexe de les consulter, après avoir fait une annale donnée) :

– e3a : http://www.e3a-polytech.fr/annales-et-rapports/

– CCINP : http://www.concours-commun-inp.fr/fr/epreuves/annales/annales-pc.html

– Centrale : https://www.concours-centrale-supelec.fr/CentraleSupelec

– Mines : https://www.concoursminesponts.fr/page-3/

Révisions de mécanique (1ère ET 2ème année, suggestions)

– e3a 2015 // e3a 2019 // CCINP physique 2019

Révisions de thermodynamique et mécanique des fluides

– CCINP PC 2015 (thermo et méca flu) // CCINP PC 2017 (méca flu)

– Centrale PC 2015 physique 2 (méca flu) // Mines PC 2016 physique 2 (thermo)

Révisions d’optique (1ère ET 2ème année)

– e3a 2016 (très complet sur le programme d’optique de 2ème année) // CCINP PC 2018 (partie II sur de l’optique de 1ère année)

– Centrale PC 2017 physique 2 // Mines PC 2020 physique 2 (dont laser et optique de première année)

Révisions d’électromagnétisme

– e3a PC 2019 partie A ou 2017 partie E // CCINP PC 2017 modélisation

– Centrale PC 2016 physique ou 2019 physique 1 // Mines PC 2017 physique 1 ou physique 2

Révisions sur les ondes

La partie « ondes » du programme peut être associée à tous les domaines de la physique (mécanique, électromagnétisme, thermodynamique, quantique etc.). De ce fait, il ne faut pas la négliger, et y consacrer du temps ! On la retrouve régulièrement aux concours, et très souvent à Centrale ou aux Mines.

– e3a PC 2018 (fortement conseillée !) ; 2017 partie F

– CCINP PC 2016 physique (problème B) ; 2018 physique

– Centrale PC 2018 physique 1 (fortement conseillée !) ; 2016 physique 2 (pour la quantique) ; 2015 physique 1 (son et audition) ; 2017 physique 1 (pour la notion de biréfringence)

– Mines PC 2018 physique 1 (plasma) ; 2016 physique 2 (quantique) ; 2015 physique 2

Pas de colles cette semaine

Travaux pratiques

TP Polarisation de la lumière

Cours

Introduction à la physique du laser (→ fin)

Pour compléter le cours :

Simulation de l’effet laser : ici

Travaux dirigés

TD Od5 et Laser

Pas de colles la semaine 26 du 04/04 au 08/04

______

A l’attention des étudiants : questions de cours à travailler en particulier pour Od5 :

• Od5 : Définir un état stationnaire pour un système quantique ; établir l’équation de Schrödinger stationnaire à partir de l’équation de Schrödinger ; établir dans ce contexte l’expression de la partie temporelle de la fonction d’onde.
• Od5 : Puits infini : établir les expressions des fonctions d’onde et des énergies associées.
• Od5 : Puits fini : écrire les équations de Schrödinger stationnaire dans les 3 domaines ; écrire la forme des solutions, et les conditions aux limites (sans plus de calculs). Discuter qualitativement des différences avec la situation analogue en mécanique classique.

______

A l’attention des étudiants :

– pour la semaine prochaine : Od5 lire les documents 1, 2 et 3 et répondre aux questions.

Travaux pratiques

TP Polarisation de la lumière

Cours

Ondes 4 : Ondes électromagnétiques dans quelques milieux matériels (→ fin)

Ondes 5 : Approche ondulatoire de la mécanique quantique (→ fin)

Pour compléter le cours :

1. Expérience d’interférences (fentes d’Young) photon par photon : ici

2. Même expérience, mais avec des électrons !! Là

3. Fonctions d’onde de l’atome d’hydrogène (orbitales !) : ici

4. Simulation pour le puits fini : ici

5. Simulation de la barrière de potentiel (effet tunnel) : ici

Travail à faire

Pour mercredi : Od4 pb n°1

Pour jeudi : Od4 ex 4 et 6

Pour vendredi : Od4 ex 7

Travaux dirigés

TD Od4

Ondes : chapitres Od1, Od2, Od3, Od4

Programme de colles de la semaine 25 du 28/03 au 01/04

– Ondes 2 : Ondes acoustiques dans les fluides (cours et exercices) → Od2_plan

– Ondes 3 : Ondes électromagnétiques dans le vide (cours et exercices) → Od3_plan

– Ondes 4 : Ondes électromagnétiques dans quelques milieux matériels (cours uniquement sur les questions ci-dessous, et exercices guidés uniquement sur les plasmas) → Od4_plan

______

A l’attention des interrogateurs, suggestions de questions de cours :

• Od2 : Établir l’équation de propagation de la surpression en linéarisant puis combinant les 3 équations locales (hypothèses et approximations à citer)
• Od2 : Définir l’impédance acoustique par analogie avec l’électrocinétique. Donner son unité. BONUS : établir l’expression de l’impédance acoustique pour une OPPH.
• Od2 : Donner les définitions et les unités des grandeurs suivantes : vecteur densité de flux de puissance acoustique (vecteur de « Poynting » acoustique) ; intensité acoustique ; niveau sonore.
• Od3 : Établir les équations de propagation des champs E et B dans le vide
• Od3 : Établir la structure des OPPH dans le vide (4 démonstrations + 4 conclusions)
• Od3 : Proposer une expression du champ électrique pour des OPPH polarisées elliptiquement, circulairement et rectilignement. Préciser pour vos exemples (démontrer si besoin) : la direction de propagation, le sens de polarisation (si pertinent) et la direction de polarisation (si pertinent).
• Od4 : OEM dans un plasma : construire une conductivité complexe (hypothèses à préciser)
• Od4 : OEM dans un plasma : établir l’équation de propagation de l’onde, puis la relation de dispersion en faisant apparaître la pulsation plasma.
• Od4 : Montrer que dans son domaine réactif, le plasma est le siège d’une onde évanescente (la relation de dispersion peut être fournie).
• Od4 : OEM dans un conducteur : retrouver l’expression de l’épaisseur de peau à partir de l’équation de propagation de l’onde ou de la relation de dispersion.

______

A l’attention des étudiants :

– pour la semaine prochaine : Od4 pb n°1

Travaux pratiques

TP diffraction et filtrage optique

Cours

Ondes 4 : Ondes électromagnétiques dans quelques milieux matériels (→ III.1)

Pour compléter le cours :

1. Visualisation d’une onde évanescente (en rouge sur la vidéo) : ici. Remarque : la simulation fait référence à de la physique quantique, mais le principe est le même.

2. Vitesse de phase, de groupe, et dispersion d’un paquet d’onde : ici

3. Propagation d’un paquet d’ondes : ici

Travail à faire

Pour mercredi : Od3 ex 3 et 5

Pour jeudi : Od3 ex 4 et 6

Pour vendredi : Od3 ex et Od4 ex 2

Travaux dirigés

TD Od3 et Od4

Programme de colles de la semaine 24 du 21/03 au 25/03

– Ondes 1 : Ondes mécaniques unidimensionnelles dans les solides déformables (cours et exercices)→ Od1_plan

– Ondes 2 : Ondes acoustiques dans les fluides (cours et exercices) → Od2_plan

– Ondes 3 : Ondes électromagnétiques dans le vide (cours et exercices simples / guidés) → Od3_plan

______

A l’attention des interrogateurs, suggestions de questions de cours :

• Od1 : Établir l’équation d’onde pour des ondes transversales sur une corde vibrante (hypothèses et approximations à citer)
• Od1 : A l’aide d’un modèle simple de solide (réseau cubique d’atomes reliés par des ressorts), établir l’expression du module d’Young en fonction de la constante de raideur k et de la distance inter-atomique a : Y=k/a.
• Od1 : Établir l’équation d’onde pour des ondes longitudinales dans une tige solide (hypothèses et approximations à citer)
• Od1 : Citer l’équation de d’Alembert. Donner l’expression de la célérité en fonction des paramètres de « raideur » et « d’inertie » du milieu. Donner la forme des solutions à privilégier en milieu illimité ou limité.
• Od2 : Établir l’équation de propagation de la surpression en linéarisant puis combinant les 3 équations locales (hypothèses et approximations à citer)
• Od2 : Définir l’impédance acoustique par analogie avec l’électrocinétique. Donner son unité. BONUS : établir l’expression de l’impédance acoustique pour une OPPH.
• Od2 : Donner les définitions et les unités des grandeurs suivantes : vecteur densité de flux de puissance acoustique (vecteur de « Poynting » acoustique) ; intensité acoustique ; niveau sonore.
• Od3 : Établir les équations de propagation des champs E et B dans le vide
• Od3 : Établir la structure des OPPH dans le vide (4 démonstrations + 4 conclusions)
• Od3 : Proposer une expression du champ électrique pour des OPPH polarisées elliptiquement, circulairement et rectilignement. Préciser pour vos exemples (démontrer si besoin) : la direction de propagation, le sens de polarisation (si pertinent) et la direction de polarisation (si pertinent).

______

A l’attention des étudiants :

– pour la semaine prochaine : Od3 ex 3, 5 et 6

Travaux pratiques

TP diffraction et filtrage optique

Cours

Ondes 2 : Ondes acoustiques dans le fluides (→ fin)

Ondes 3 : Ondes électromagnétiques dans le vide (→ fin)

Pour compléter le cours :

– Structure et forme des ondes électromagnétiques dans le vide : ici

https://www.edumedia-sciences.com/fr/media/222-onde-transverse-electro-magnetique

– Visualisation d’OPPH polarisées :

et

Travail à faire

Pour mercredi : Od2 ex 3 et 4

Pour jeudi : Od2 ex 5

Pour vendredi :

Travaux dirigés

TD Od2 et Od3