Catégorie : Physique PC 2021-2022

Ressources générales pour l’entraînement aux oraux

Les deux liens suivants sont des retranscriptions d’oraux pas les candidats eux-mêmes ou pas des auditeurs. Attention : de ce fait, les énoncés peuvent contenir des erreurs ou des inexactitudes.

• Base d’épreuves orales scientifiques de concours aux grandes écoles (oraux, mais aussi TP !)
• L’officiel de la taupe (consulter l’onglet « archives » ou les fichiers « Oraux 2017 » ; « Oraux 2016 » ; « Oraux 2015 », pas avant)

Pour aller plus loin dans l’entraînement à la résolution de problèmes :

• Résolution de problème de physique-chimie en CPGE (liste des problèmes page 9 ; index par domaines page 236)

e3a

Voir la notice ici pour le déroulement des oraux propres à chaque école.

Beaucoup d’entre elles font passer un entretien individuel qui permet d’évaluer par exemple chez le candidat / la candidate (je cite) :

• qualité expression orale
• argumentation
• compréhension d’un texte
• ouverture d’esprit ; connaissance de l’actualité scientifique / technologique
• motivation
• personnalité
• pertinence du projet professionnel

Chez certaines écoles, l’entretien peut être à caractère scientifique ou revenir sur le travail effectué en TIPE ; il peut aussi s’agir d’une épreuve par équipe.

Dans tous les cas, si vous passez une telle épreuve, lisez bien la notice et procédez à un travail de préparation (par écrit !) pour vous mettre le plus possible en valeur sur les points cités ci-dessus.

CCINP

Notice ici.

Format (par tirage au sort) :

• interrogation orale de physique + TP de chimie
• ou interrogation orale de chimie + TP de physique

Les coefficients des oraux sont :

• Oral physique ou chimie : 9
• TP chimie ou physique : 9
• TIPE : 8
• TOTAL oral : 40
• TOTAL admission : 98

Je vous conseille très vivement à toutes / tous de lire en entier les rapports du jury à propos de ces épreuves orales en physique pour en connaître les modalités, lire des exemples de sujets, et prendre en compte les conseils du jury (au moins ceux de l’année dernière ; une version papier vous sera donnée ; ne pas imprimer celle-là). Par exemple :

• Oral de physique (2018) : pc_rapport_oral_physique
• TP de physique (2017) : Rapport_TPPhysique

Pour les autres années, vous pouvez consulter tous les rapports ici.

Centrale-Supélec

Notice ici

Descriptions détaillées des épreuves (dont celles orales) et coefficients : là. Lire les conseils généraux et bien lire les descriptions des épreuves qui correspondent aux oraux de la filière PC.

Formats :

• Oral de physique n°1 : pas de préparation, échange avec examinateur de 30 min
• Oral de physique n°2 : 30 min de préparation, 30 min échange avec examinateur
• TP de physique ou de chimie (tiré au sort, équiprobable)

Rapports de jury ici ; et exemples de sujets d’oraux (à travailler !) là.

Mines-Ponts

Notice ici

Formats :

• Épreuve orale de physique : deux parties (au minimum). Première partie : 15 min de préparation. Deuxième partie : sans préparation, cherchée et résolue en direct au tableau. Durée totale, temps de préparation inclus : entre 1h et 1h15. L’oral peut comporter une question de cours ou seulement des exercices.
• épreuve mixte de physique ou chimie (environ 3h) : TP + interrogation orale et élaboration d’un compte-rendu.

Rapports : ici

Lire par exemple les passages importants de celui de 2018 :

• généralités sur l’épreuve orale page 40
• commentaires spécifiques de cette épreuve page 46
• commentaires sur l’épreuve mixte page 67

Mines-Telecom

Liste des épreuves ici

Guide des épreuves orales là

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

РCCINP PC 2015 (thermo et m̩ca flu) // CCINP PC 2017 (m̩ca flu)

РCentrale PC 2015 physique 2 (m̩ca 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)

РCentrale PC 2017 physique 2 // Mines PC 2020 physique 2 (dont laser et optique de premi̬re ann̩e)

Révisions d’électromagnétisme

Рe3a PC 2019 partie A ou 2017 partie E // CCINP PC 2017 mod̩lisation

– 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.

Рe3a PC 2018 (fortement conseill̩e !) ; 2017 partie F

РCCINP PC 2016 physique (probl̬me B) ; 2018 physique

РCentrale PC 2018 physique 1 (fortement conseill̩e !) ; 2016 physique 2 (pour la quantique) ; 2015 physique 1 (son et audition) ; 2017 physique 1 (pour la notion de bir̩fringence)

– 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 :

Рpour la semaine prochaine : Od5 lire les documents 1, 2 et 3 et r̩pondre 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).

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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 :

РStructure et forme des ondes ̩lectromagn̩tiques 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

Rectification : pas d’info pour ce DS, mais 4h de physique, avec au programme :

• Électromagnétisme : EM1, EM2, EM3, EM4
• L’induction électromagnétique de PCSI
• Ondes : Od1, Od2

Programme de colles de la semaine 23 du 14/03 au 18/03

РInduction ̩lectromagn̩tique : r̩visions de premi̬re ann̩e (exercices)

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

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

– Ondes 2 : Ondes acoustiques dans les fluides (cours, et seulement sur les questions ci-dessous) → Od2_plan

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

• 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 ».
• 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.

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A l’attention des étudiants :

– pour lundi : Od2 ex 2

Travaux pratiques

TP Interféromètre de Michelson (2/2)

Cours

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

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

Рsur les s̩ismes (et pour avancer dans le probl̬me 2 du chapitre Od1), vid̩o de la chąne Youtube Numberphile :

– bases du cours d’acoustique dans les fluides :

– votre oreille est une merveille de la nature…

Travail à faire

Pour mercredi : Od1 ex 2, 4 et 5

Pour jeudi : Od1 ex 6

Pour vendredi : Od1 ex 7 à finir

Travaux dirigés

TD Od1 suite

Programme de colles de la semaine 22 du 07/03 au 11/03

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

РInduction ̩lectromagn̩tique : r̩visions de premi̬re ann̩e (exercices)

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

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

• 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 ».
• 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.

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A l’attention des étudiants :

– pour mercredi : Od1 ex 4 et 5

Travaux pratiques

TP Interféromètre de Michelson (2/2)

Cours

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

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 !)

 

Travail à faire

Pour mercredi : EM4 ex 3 à finir de travailler, ex 5 et 7

Pour jeudi : EM4 ex 6

Pour vendredi : EM4 pb n°1

Travaux dirigés

TD Od1