Catégorie : PC

Programme de colles de la semaine 15 du 03/01 au 07/01

– Optique 0 : révisions du programme d’optique géométrique de première année (exercices)

– Optique 1 : Modèle scalaire des ondes lumineuses (cours et exercices) → O1_plan

– Optique 2 : Superposition de deux ondes lumineuses (cours et exercices) → O2_plan

– Optique 3 : Étude de diviseurs du front d’onde : les trous d’Young et ses généralisations (cours et exercices guidés) → O3_plan

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

• O1 – Citer le théorème de Malus. Montrer à l’aide de schémas, explications à l’appui, qu’une lentille convergente peut transformer une onde sphérique en onde plane et inversement.
• O1 – Pour deux rayons issus d’un même point source S et se rejoignant en un point M, établir le lien entre la différence des retards de phase (Δφ) et la différence de marche δ (en lumière monochromatique).
• O1 – Expliciter le modèle des trains d’onde. Définir le temps de cohérence et la longueur de cohérence. Donner des ODG de longueurs de cohérence.
• O1 – Établir le lien entre largeur spectrale en fréquence et largeur spectrale en longueur d’onde. A.N.
• O2 – Citer les 3 critères de cohérence, et démontrer la formule de Fresnel (en complexe ou non) en les supposant validés.
• O2 – Interférences à N ondes : utiliser la construction de Fresnel pour établir la condition d’interférences constructives et la demi-largeur 2π/N des franges brillantes.
• O3 – Montage des trous d’Young : établir l’expression de la différence de marche en précisant les approximations faites.
• O3 – Ajout d’une lame sur le trajet d’un des rayons : exprimer la différence d’ordre d’interférences Δp (sans / avec la lame), et en déduire la modification de la figure d’interférences.

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– Pour mercredi 05/01 :

Travaux pratiques

TP Mesure de viscosité et de tension superficielle

Cours

Optique 2: Superposition de deux ondes lumineuses (→ fin)

Optique 3 : Étude de diviseurs du front d’onde (→ II.2)

Pour compléter les chapitres (oh chouette !) :

– simulation sur les fentes d’Young (testez l’effet des différents paramètres !) :

http://scphysiques.free.fr/TS/physiqueTS/young.swf

– autre simulation, dans laquelle on comprend bien l’émergence de la figure d’interférences (mettre la distance source – écran à 1,40 m pour pouvoir observer les deux sources ; et cliquer notamment sur « franges ») :

http://www.sciences.univ-nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/Ondes/lumiere/interference_lumiere.php

– mettre ces deux simulations en lien avec la vidéo de Derek Muller (chaîne Youtube Veritasium, 7min39) :

Travail à faire

Pour mercredi : O2 ex 3 et 6

Pour jeudi : O2 ex 7

Pour vendredi : O3 ex 2 et 3

Travaux dirigés

TD O3

Semaine 14 du 13/12 au 17/12 : pas de colles

Néanmoins, pour les étudiants, voici les questions de cours à travailler:

• O0 – Citer les lois de Snell-Descartes et établir la condition de réflexion totale sur un dioptre
• O0 – Établir la condition D>=4f’ pour former l’image réelle d’un objet réel par une lentille convergente
• O0 – Modèle de l’œil ; ODG de la limite de résolution angulaire et de la plage d’accommodation
• O1 – Citer le théorème de Malus. Montrer à l’aide de schémas, explications à l’appui, qu’une lentille convergente peut transformer une onde sphérique en onde plane et inversement.
• O1 – Pour deux rayons issus d’un même point source S et se rejoignant en un point M, établir le lien entre la différence des retards de phase (Δφ) et la différence de marche δ (en lumière monochromatique).
• O1 – Expliciter le modèle des trains d’onde. Définir le temps de cohérence et la longueur de cohérence. Donner des ODG de longueurs de cohérence.
• O1 – Établir le lien entre largeur spectrale en fréquence et largeur spectrale en longueur d’onde. A.N.
• O2 – Citer les 3 critères de cohérence, et démontrer la formule de Fresnel (en complexe ou non) en les supposant validés.

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– Pour mercredi 15/12 : O2 ex 3 et 6

Travaux pratiques

TP Mesure de viscosité et de tension superficielle

Cours

Optique 2: Superposition de deux ondes lumineuses (→ V.1)

Pour compléter les chapitres (oh chouette !) :

– simulation sur les fentes d’Young (testez l’effet des différents paramètres !) :

http://scphysiques.free.fr/TS/physiqueTS/young.swf

– autre simulation, dans laquelle on comprend bien l’émergence de la figure d’interférences (mettre la distance source – écran à 1,40 m pour pouvoir observer les deux sources ; et cliquer notamment sur « franges ») :

http://www.sciences.univ-nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/Ondes/lumiere/interference_lumiere.php

– mettre ces deux simulations en lien avec la vidéo de Derek Muller (chaîne Youtube Veritasium, 7min39) :

Travail à faire

Pour mercredi : O1 ex 3 et 4

Pour jeudi : O1 ex 5 et 6

Pour vendredi : O1 ex 7 et 8

Travaux dirigés

TD O2

Programme de colles de la semaine 13 du 06/12 au 10/12

– Mécanique des fluides 3 : Dynamique des fluides en écoulement parfait (cours et exercices) → MF3_plan

– Mécanique des fluides 4 : Bilans macroscopiques (cours et exercices) → MF4_plan

– Optique 0 : révisions du programme d’optique géométrique de première année (cours, voir ex ci-dessous, et exercices)

– Optique 1 : Modèle scalaire des ondes lumineuses (cours seulement, uniquement sur les questions ci-dessous) → O1_plan

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

• MF3 – Démontrer le théorème de Bernoulli (version écoulement irrotationnel ou non)
• MF4 – Faire un bilan de masse, de quantité de mouvement ou d’énergie cinétique sur une canalisation coudée à 90° (exemple traité en cours)
• O0 – Citer les lois de Snell-Descartes et établir la condition de réflexion totale sur un dioptre
• O0 – Établir la condition D>=4f’ pour former l’image réelle d’un objet réel par une lentille convergente
• O0 – Modèle de l’œil ; ODG de la limite de résolution angulaire et de la plage d’accommodation
• O1 – Citer le théorème de Malus. Montrer à l’aide de schémas, explications à l’appui, qu’une lentille convergente peut transformer une onde sphérique en onde plane et inversement.
• O1 – Pour deux rayons issus d’un même point source S et se rejoignant en un point M, établir le lien entre la différence des retards de phase (Δφ) et la différence de marche δ (en lumière monochromatique).
• O1 – Expliciter le modèle des trains d’onde. Définir le temps de cohérence et la longueur de cohérence. Donner des ODG de longueurs de cohérence.
• O1 – Établir le lien entre largeur spectrale en fréquence et largeur spectrale en longueur d’onde. A.N.

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A l’attention des étudiants :

– pour le chapitre MF4, les exercices à savoir faire pour cette semaine de colles sont : ex 1 à 3

– Pour mercredi 08/12 : O1 ex 3 et 4

– pour les révisions d’optique de PCSI : relire les fiches / les points importants du cours ; refaire quelques exercices ciblés (application lois Snell-Descartes ; construction de rayons au passage d’une lentille ; application des relations de conjugaison)

Travaux pratiques

TP Analyse numérique d’un signal périodique

Cours

Optique 1: Modèle scalaire des ondes lumineuses (→ VII.2)

Travail à faire

Pour mercredi : MF4 ex 1 et 3

Pour jeudi : MF4 finir ex 2, faire le 3

Pour vendredi : MF4 ex 4

Travaux dirigés

TD MF4 fin et O1

(en gras les chapitres à réviser en priorité)

– thermodynamique : T3, T4

– mécanique des fluides : statique des fluides (PCSI), MF1, MF2, MF3, MF4

Pour retravailler le dernier DM : voir barème ici

Programme de colles de la semaine 12 du 29/11 au 03/12

– Mécanique des fluides 2 : Dynamique des fluides réels (cours et exercices) → MF2_plan

– Mécanique des fluides 3 : Dynamique des fluides en écoulement parfait (cours et exercices) → MF3_plan

– Mécanique des fluides 4 : Bilans macroscopiques (cours) → MF4_plan

– Optique 0 : révisions du programme d’optique géométrique de première année (cours uniquement pour cette semaine, voir par exemple les 3 questions ci-dessous)

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

• MF2 : Capacité 2.(b) du chapitre MF2
• MF2 : Définir le nombre de Reynolds, l’évaluer sur un exemple, et caractériser l’écoulement
• MF3 – Démontrer le théorème de Bernoulli (version écoulement irrotationnel ou non)
• MF4 – Faire un bilan de masse, de quantité de mouvement ou d’énergie cinétique sur une canalisation coudée à 90° (exemple traité en cours)
• O0 – Citer les lois de Snell-Descartes et établir la condition de réflexion totale sur un dioptre
• O0 – Établir la condition D>=4f’ pour former l’image réelle d’un objet réel par une lentille convergente
• O0 – Modèle de l’œil ; ODG de la limite de résolution angulaire et de la plage d’accommodation

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A l’attention des étudiants :

– pour le chapitre MF3, les exercices à savoir faire pour cette semaine de colles sont : ex 1 et 6

– Pour mercredi 01/12 : MF4 ex 1 et 2

– pour les révisions d’optique de PCSI : relire les fiches / les points importants du cours ; refaire quelques exercices ciblés (application lois Snell-Descartes ; construction de rayons au passage d’une lentille ; application des relations de conjugaison)

Travaux pratiques

TP Analyse numérique d’un signal périodique

Cours

Mécanique des fluides 3 : Dynamique des fluides en écoulement parfait (→ fin)

Mécanique des fluides 4 : Bilans macroscopiques (→ fin)

Optique 1: Modèle scalaire des ondes lumineuses (→ II.3)

Pour compléter les chapitres :

– vidéo de David Louapre qui nous explique comment les avions peuvent voler (22 min, très bonne application du chapitre MF3, à voir absolument !) :

– vidéo (10 min) de Destin Sandlin (ingénieur en aéronautique / aérospatial, créateur de la chaîne Youtube « Smarter Every Day ») notamment sur le phénomène de cavitation :

– très belles vidéos (6 + 9 min) de Destin Sandlin (ingénieur en aéronautique / aérospatial, créateur de la chaîne Youtube « Smarter Every Day ») sur la couleur des papillons Morpho (due à un phénomène d’interférences, expliqué dans la 2ème vidéo) :

Travail à faire

Pour mercredi : MF2 ex 6

Pour jeudi : MF3 ex 2 et 3

Pour vendredi : MF3 ex 4 et 6

Travaux dirigés

TD MF3

Programme de colles de la semaine 11 du 22/11 au 26/11

– Statique des fluides : révisions de PCSI (cours et exercices)

– Mécanique des fluides 1 : Cinématique des fluides (cours et exercices) → MF1_plan

– Mécanique des fluides 2 : Dynamique des fluides réels (cours et exercices) → MF2_plan

– Mécanique des fluides 3 : Dynamique des fluides en écoulement parfait (en cours seulement, et uniquement sur la question ci-dessous) → MF3_plan

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

• SF : Citer la relation fondamentale de la statique des fluides. L’intégrer pour exprimer l’évolution de la pression avec l’altitude P=P(z) : 1) pour un fluide incompressible (ρ=cte) dans le champ de pesanteur uniforme 2) dans le cas du modèle de l’atmosphère isotherme.
• MF1 : Établir l’expression de la dérivée particulaire de la masse volumique ρ.
• MF1 : En coordonnées cartésiennes, donner l’expression de grad(φ), div(v), rot(v), (v.grad)ρ, (v.grad)v en coordonnées cartésiennes (où v est le champ – vectoriel – de vitesse). Préciser quels champs sont scalaires et quels champs sont vectoriels.
• MF1 : Établir l’équation locale de conservation de la masse à 1D, en géométrie cartésienne.
• MF2 : Capacité 2.(b) du chapitre MF2.
• MF2 : Définir le nombre de Reynolds, l’évaluer sur un exemple, et caractériser l’écoulement.
• MF3 : Démontrer le théorème de Bernoulli (version écoulement irrotationnel ou non)
  

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A l’attention des étudiants :

– pour les révisions de statique des fluides vous pouvez vous entraîner sur des exercices / problèmes de la fiche suivante : MF0_ex (correction : MF0_ex_cor et MF0_pb2_cor)

– pour le chapitre MF2, les exercices à savoir faire pour cette semaine de colles sont : ex 1, 2 , 4 et 5

– Pour mercredi 24/11 : MF2 finir ex 3 et faire le 6

Travaux pratiques

TP Modulation et démodulation

Cours

Mécanique des fluides 2 : Dynamique des fluides réels (→ fin)

Mécanique des fluides 3 : Dynamique des fluides en écoulement parfait (→ IV.1)

Pour compléter les chapitres :

Travail à faire

Pour mercredi : MF1 finir ex 9 faire le 10 ; MF2 ex 4

Pour jeudi : MF2 ex 2 et 3

Pour vendredi : MF2 ex 5

Travaux dirigés

TD MF2