Derniers contenus

Electrostatique

• Loi de Coulomb
• Existence du potentiel scalaire
• Propriétés de symétrie du champ $\vec{E}$ en lien avec les symétrie de la distribution des charges, topographie du champ
• Théorème de Gauss (en partant de l'équation locale de Maxwell Gauss), parallèle avec la gravitation
• Energie d'une charge $q$ dans un potentiel $V$, énergie de constitution d'une distribution de charges

Exemples de calcul de champ $\vec{E}$

• Cas d'une boule uniformément chargée : modèle de Thomson de l'atome d'hydrogène, énergie de constitution d'un noyau (nécessité de l'interaction forte)
• Cas d'un condensateur plan (à partir du champ créé par un plan infini), capacité du condensateur, énergie volumique liée au champ $\vec{E}$
• Cas du dipôle : calcul du champ créé par un doublet dans l'approximation dipolaire, actions subies dans un champ homogène ou non, dipôle induit.

Magnétostatique

• Définition du champ, allure des cartes
• Propriétés de symétries de $\vec{B}$
• équations de Maxwell en statique, théorème d'Ampère
• Applications : calcul de $\vec{B}$ pour un fil avec ou sans épaisseur, pour un solénoïde infini (on admet que le champ est nul à l'extérieur)

Exemples de questions de cours :

• Champ créé par une boule
• Champ créé par un condensateur
• Potentiel et champ créé par un doublet électrostatique
• Calcul de la polarisabilité $\alpha$ dans le modèle de Thomson
• Champ magnétostatique créé par un fil épais
• Champ magnétostatique créé par un solénoïde infini

A noter pour les colleurs : nous avons avancé dans le cours de magnétostatique mais le TD correspondant ne sera corrigé que lundi. Merci de poser plutôt des questions de cours cette semaine sur cette partie du programme. Les exercices en électrostatique sont désormais bienvenus !

Toute l'optique ondulatoire du programme

En particulier

Interférences à N ondes

• Représentation complexe d'une vibration lumineuse
• Amplitude et intensité pour N ondes cohérentes régulièrement déphasés : étude succincte de la fonction (maxima et pieds des pics)
• Cas d'un réseau en transmission : formule des réseaux, utilisation en spectroscopie (sous incidence normale ou au minimum de déviation), pouvoir de résolution théorique

Introduction à l'électromagnétisme

• Notion de charge
• Charges mobiles ou fixes, vecteur densité de courant, équation de conservation de la charge, cas stationnaire
• Modèle de Drude de la conduction dans un métal, loi d'Ohm locale et intégrale
• Effet Hall, calcul de $U_H$, lien avec la force de Laplace

Electrostatique

• Loi de Coulomb
• Existence du potentiel scalaire
• Propriétés de symétrie du champ $\vec{E}$ en lien avec les symétrie de la distribution des charges, topographie du champ
• Théorème de Gauss (en partant de l'équation locale de Maxwell Gauss), parallèle avec la gravitation
• Energie d'une charge $q$ dans un potentiel $V$, énergie de constitution d'une distribution de charges

Exemples de calcul de champ $\vec{E}$

• Cas d'une boule uniformément chargée : modèle de Thomson de l'atome d'hydrogène, énergie de constitution d'un noyau (nécessité de l'interaction forte)
• Cas d'un condensateur plan (à partir du champ créé par un plan infini), capacité du condensateur, énergie volumique liée au champ $\vec{E}$

Exemples de questions de cours :

• $I(\varphi)$ dans le cas d'interférence à N ondes
• Réseaux en transmission : formule des réseaux, cas du minimum de déviation
• Réseaux en transmission : pouvoir de résolution théorique
• Effet Hall
• Modèle de Drude (choix possible entre frottements fluides ou chocs)
• Champ créé par une boule
• Champ créé par un condensateur

A noter pour les colleurs : nous avons avancé dans le cours d'électrostatique mais les exercices ne seront faits que lundi. Merci de poser plutôt des questions de cours cette semaine sur cette partie du programme, les exercices attendront la semaine prochaine, avec les dipôles en plus

Optique ondulatoire

Ajouter au programme précédent la fin du cours sur l'optique ondulatoire, en particulier :

Cohérence temporelle

• cas d'un doublet
• cas d'une raie rectangulaire
• interférences en lumières blanche : cannelures

Interférences à N ondes

• représentation complexe d'une vibration lumineuse
• amplitude et intensité pour N ondes cohérentes régulièrement déphasés : étude succincte de la fonction (maxima et pieds des pics)
• Cas d'un réseau en transmission : formule des réseaux, utilisation en spectroscopie (sous incidence normale ou au minimum de déviation), pouvoir de résolution théorique

Exemples de questions de cours :

• Michelson en lame d'air
• Michelson en coin d'air
• Cohérence spatiale pour les fentes de Young : calcul de $b$ max (critère qualitatif $\delta q \lt 1/2$)
• Cohérence temporelle : cas du doublet,
• $I(\varphi)$ dans le cas d'interférence à N ondes
• Réseaux en transmission : formule des réseaux, cas du minimum de déviation
• Réseaux en transmission : pouvoir de résolution théorique

Généralité sur les interférences à 2 ondes en optique

• Nécessité de disposer d'ondes cohérentes : une seule source, deux chemins, $\delta\lt L_c$
• Expression de $I(M)$ dans ce cas
• Courbes $I(M)$ avec les variables $\delta$ , $\Delta \phi$ et $q=\delta/\lambda$
• Contraste
• Forme des franges en fonction de la position de l'écran par rapport à $S_1S_2$

Dispositif de Young

• Trous de Young à distance finie : calcul de $\delta$, description de la figure d'interférences (pondérée par la diffraction),interfrange.
• Modification du dispositif et du raisonnement dans le cas de Fraunhofer.
• Cas des fentes, comparaison avec les trous

NB pour les colleurs : les connaissances sur la diffraction se limitent à $\theta\sim \frac{\lambda}{d}$ et figure centrée sur l'image géométrique de la source, résultats admis.

Interféromètre de Michelson

• présentation des différentes parties de l'interféromètre (sur les modèles utilisés en TP)
• modèle replié, rôle de la compensatrice
• Cas de la configuration en lame d'air : calcul de $\delta$ (pour une observation à l'infini) et description de la figure, calcul du rayons des premiers anneaux, évolution de la figure avec $e$
• Cas de la configuration en coin d'air : calcul simple de $\delta$ pour un petit angle, description de la figure, calcul de l'interfrange

Cohérence spatiale

• cas de Young : perte de contraste uniforme, limite de la taille de la fente source
• Cas du Michelson : localisation des interférences (la surface est justifiée dans le cas de la lame d'air, admise dans le cas d'un coin d'air)

Exemples de questions de cours :

• conditions d'interférences en optique
• expression de $I(M)$ : formule de Fresnel
• Trous de Young à distance finie
• Fentes de Young dans le cas de Fraunhofer
• Michelson en lame d'air
• Michelson en coin d'air
• cohérence spatiale pour les fentes de Young : calcul de $b$ max (critère qualitatif $\delta q \lt 1/2$)

NB : les ODG typiques doivent être connus. Le Michelson sera éclairé en source étendue