Catégorie : PC

Programme de colles de la semaine 22 du 09/03 au 13/03

– Électromagnétisme 2 : Électrostatique (exercices) → EM2_plan

– Électromagnétisme 3 : Magnétostatique (cours et exercices) → EM3_plan

– Électromagnétisme 4 : Équations de Maxwell (cours et exercices simples ou guidés) → EM4_plan

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

• EM3 : Établir l’expression du champ magnétostatique créé en tout point de l’espace par une des distributions de courant « classiques » suivantes : fil, câble.
• EM3 : Établir l’expression du champ magnétostatique créé à l’intérieur d’un solénoïde long en négligeant les effets de bord (en admettant que le champ extérieur soit nul). Établir ensuite les expressions de l’inductance propre et de l’énergie de la bobine ainsi modélisée.
• EM3 : En utilisant un modèle planétaire, établir le lien entre moment magnétique et moment cinétique de l’atome d’hydrogène.
• EM3 : Établir l’expression en ODG (sans le facteur 1/2) du magnéton de Bohr par analyse dimensionnelle. On pourra si besoin donner l’expression à retrouver.
• EM4 : Écrire les équations de Maxwell et démontrer les formes intégrales.
• EM4 : Aspect énergétique : établir l’équation locale de Poynting en faisant apparaître le vecteur de Poynting et la densité volumique d’énergie électromagnétique. Donner une interprétation du vecteur de Poynting.
• EM4 : Établir les équations de propagation des champs E et B dans le vide et interpréter la signification de c.
• EM4 : Par une analyse en ODG, déterminer comment se simplifie l’équation de Maxwell-Ampère dans l’ARQS « magnétique ».

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A l’attention des étudiants :

– pour le chapitre EM4, les exercices à savoir faire pour cette semaine de colles sont : ex 1, 2 et 3

– travail pour la semaine prochaine : cf mail

Travaux pratiques

TP Michelson 2/2

Cours

Électromagnétisme 4 : Magnétostatique (→ fin)

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

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 8 et pb n°1

Pour jeudi : EM4 ex 1 et 2

Pour vendredi :

Travaux dirigés

TD EM4

Correction

Programme de colles de la semaine 21 du 02/03 au 06/03

– Électromagnétisme 1 : Sources du champ électromagnétique (exercices)→ EM1_plan

– Électromagnétisme 2 : Électrostatique (cours et exercices) → EM2_plan

– Électromagnétisme 3 : Magnétostatique (cours et exercices) → EM3_plan

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

• EM2 / EM3 : Citer les équations postulats de l’électrostatique et de la magnétostatique (forme locale et intégrale).
• EM2 / EM3 : Analyser une carte de champ fournie.
• EM2 : Établir l’expression du champ électrostatique créé en tout point de l’espace par un plan infini puis par un condensateur plan en négligeant les effets de bord.
• EM2 : Établir l’expression du champ électrostatique créé en tout point de l’espace par une des distributions « classiques » suivantes : boule / sphère / cylindre plein uniformément chargé.
• EM2 : Établir l’expression du potentiel dans tout l’espace associé à un dipôle électrostatique.
• EM3 : Établir l’expression du champ magnétostatique créé en tout point de l’espace par une des distributions de courant « classiques » suivantes : fil, câble.
• EM3 : Établir l’expression du champ magnétostatique créé à l’intérieur d’un solénoïde long en négligeant les effets de bord (en admettant que le champ extérieur soit nul). Établir ensuite les expressions de l’inductance propre et de l’énergie de la bobine ainsi modélisée.
• EM3 : En utilisant un modèle planétaire, établir le lien entre moment magnétique et moment cinétique de l’atome d’hydrogène.
• EM3 : Établir l’expression en ODG (sans le facteur 1/2) du magnéton de Bohr par analyse dimensionnelle. On pourra si besoin donner l’expression à retrouver.

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A l’attention des étudiants :

– pour le chapitre EM3, les exercices à savoir faire pour cette semaine de colles sont : ex 1 (questions 1 et 2), ex 2, 3, 4, 5 et 7

– travail pour la rentrée : cf mail

Travaux pratiques

TP Michelson 1/2

Cours

Électromagnétisme 2 : Électrostatique (→ fin)

Électromagnétisme 3 : Magnétostatique (→ fin)

Pour compléter le cours :

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

https://www.youtube.com/watch?v=QoPElDvLZjA

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

https://www.youtube.com/watch?v=IhHsOwLdCu4

– 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 : EM2 finir ex 8, faire ex 10 ; EM2 suite faire ex 2

Pour jeudi : EM2 ex 9 et 2

Pour vendredi : EM2 suite ex 4 et EM3 ex 3

Travaux dirigés

TD EM3

Correction

Programme de colles de la semaine 20 du 10/02 au 14/02

– Optique 5 : Notions sur la diffraction (exercices) → O5_plan

– Électromagnétisme 1 : Sources du champ électromagnétique (cours et exercices)→ EM1_plan

– Électromagnétisme 2 : Électrostatique (cours à l’exclusion de la capacité 5b et exercices simples / guidés) → EM2_plan

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

• EM1 – Établir l’équation de conservation de la charge (à 1D, en géométrie cartésienne)
• EM1 – Modèle de Drude : citer les hypothèses et démontrer, à partir du modèle, la loi d’Ohm locale. Donner un critère de validité du modèle : 1/ en régime variable et 2/ en présence d’un champ magnétique
  
• EM2 : Citer les équations postulats de l’électrostatique (forme locale et intégrale)
• EM2 : Analyser une carte de champ fournie
• EM2 : Établir l’expression du champ électrostatique créé en tout point de l’espace par un plan infini puis par un condensateur plan en négligeant les effets de bord
• EM2 : Établir l’expression du champ électrostatique créé en tout point de l’espace par une des distributions « classiques » suivantes : boule / sphère / cylindre plein uniformément chargé
• EM2 : Établir l’expression du potentiel dans tout l’espace associé à un dipôle électrostatique

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A l’attention des étudiants :

– pour le chapitre EM2, les exercices à savoir faire pour cette semaine de colles sont : ex 1, 3, 4, 6 et 8

– pour mercredi 12/02 : EM2 finir ex 8, faire ex 10 ; EM2 suite faire ex 2

Travaux pratiques

TP Michelson 1/2

Cours

Électromagnétisme 2 : Électrostatique (→ VI.3)

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

Travail à faire

Pour mercredi : EM2 : répondre aux questions des doc 1 et 3 ; EM1 pb n°1

Pour jeudi : EM1 ex 6 et EM2 ex 3

Pour vendredi : EM2 ex 4 et 6

Travaux dirigés

TD EM2

Correction

Programme de colles de la semaine 19 du 03/02 au 07/02

– Optique 4 : L’interféromètre de Michelson (cours et exercices) → O4_plan

– Optique 5 : Notions sur la diffraction (cours et exercices) → O5_plan

– Électromagnétisme 1 : Sources du champ électromagnétique (cours et exercices)→ EM1_plan

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A l’attention des interrogateurs, suggestions de questions de cours (rq : les capacités de O5 sont essentiellement expérimentales) :

• O4 – Établir l’expression de la différence de marche pour l’interféromètre de Michelson en configuration lame d’air, éclairé par une source spatialement étendue.
• O4 – Résumer dans un tableau, pour les deux configurations de l’interféromètre de Michelson en lame d’air / coin d’air : la définition de la configuration, la localisation des franges, la méthode d’éclairage et de projection, le nom et la nature des franges.
• O5 – Réseau unidimensionnel sinusoïdal dans les conditions de Fraunhofer : décrire les observations sur l’écran. Interpréter qualitativement à l’aide d’un schéma et d’une explication sans calcul (Ce qui est attendu : la mise en évidence de trois ondes planes, l’une associée à la valeur moyenne (fréquence spatiale sigma nulle) et les deux autres à la périodicité spatiale a du coefficient de transmission du réseau ; les vecteurs d’onde de ces ondes faisant des angles avec l’axe optique selon la relation générale sin(theta_n)=lambda*sigma_n valable pour un coef de transmission périodique)
• O5 – Expliquer à l’aide de schéma(s) le principe du filtrage optique (détramage / strioscopie)
• EM1 – Établir l’équation de conservation de la charge (à 1D, en géométrie cartésienne)
• EM1 – Modèle de Drude : citer les hypothèses et démontrer, à partir du modèle, la loi d’Ohm locale.

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A l’attention des étudiants :

– pour le chapitre EM1, les exercices à savoir faire pour cette semaine de colles sont : ex 1, 2, 3 et 5

– pour mercredi 05/02 : EM2 : répondre aux questions des doc 1 et 3 ; EM1 pb n°1 (réfléchir à une stratégie de résolution, le faire si le temps le permet)

Travaux pratiques

TP Fentes d’Young et réseaux

Cours

Électromagnétisme 1 : Sources du champ magnétique (→ fin)

Électromagnétisme 2 : Électrostatique (→ III)

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

Travail à faire

Pour mercredi : O5 ex 5 (éventuellement 6) et lire l’approche descriptive de l’effet Hall (EM1)

Pour jeudi : EM1 ex 1, 2, et 3

Pour vendredi : EM1 ex 5

Travaux dirigés

TD /

Correction