Révisions de thermodynamique de PCSI (exercices uniquement)
Systèmes ouverts en régime stationnaire
Diffusion de particules (exercices proches du cours)
Liste des questions de cours :
Démontrer le premier principe pour un système ouvert.
Faire un bilan de particules à une dimension, avec ou sans création de particules.
Ecrire l'équation de la conservation du nombre de particules à trois dimensions et en déduire l'équation de diffusion des particules.
Intégrer l'équation de diffusion pour différentes géométries en régime permanent.
Semaine du lundi 25 septembre 2023
Systèmes ouverts en régime stationnaire
Diffusion de particules
Diffusion thermique (exercices proches du cours)
Liste des questions de cours :
Démontrer le premier principe pour un système ouvert.
Faire un bilan de particules à une dimension, avec ou sans création de particules.
Ecrire l'équation de la conservation du nombre de particules à trois dimensions et en déduire l'équation de diffusion des particules.
Intégrer l'équation de diffusion pour différentes géométries en régime permanent.
Faire un bilan thermique à une dimension, le généraliser à trois dimensions, en déduire l'équation de diffusion thermique.
Intégrer l'équation de diffusion pour différentes géométries en régime permanent, et déduire l'expression de la résistance thermique.
Expliquer l'effet de serre.
Semaine du lundi 2 octobre 2023
Diffusion thermique
Mécanique de PCSI (exercices uniquement)
Changement de référentiel en mécanique classique (questions de cours uniquement)
Liste des questions de cours :
Faire un bilan thermique à une dimension, le généraliser à trois dimensions, en déduire l'équation de diffusion thermique.
Intégrer l'équation de diffusion pour différentes géométries en régime permanent, et déduire l'expression de la résistance thermique.
Expliquer l'effet de serre.
Ecrire la transformation de Galilée, la loi de composition des vitesses et la loi de composition des accélérations pour un référentiel en translation par rapport à un autre référentiel.
Ecrire la loi de composition des vitesses et la loi de composition des accélérations pour un référentiel en rotation par rapport à un autre référentiel.
Semaine du lundi 9 octobre 2023
Mécanique de PCSI (exercices uniquement)
Changement de référentiel en mécanique classique
Dynamique en référentiel non galiléen
Liste des questions de cours :
Ecrire la transformation de Galilée, la loi de composition des vitesses et la loi de composition des accélérations pour un référentiel en translation par rapport à un autre référentiel.
Ecrire la loi de composition des vitesses et la loi de composition des accélérations pour un référentiel en rotation par rapport à un autre référentiel.
Trouver la position d'équilibre d'un pendule simple dans un véhicule ayant une accélération constante.
Trouver la position d'équilibre d'une perle sur un cerceau en rotation à vitesse angulaire constante.
Semaine du lundi 16 octobre 2023
Changement de référentiel en mécanique classique
Dynamique en référentiel non galiléen
Cinématique des fluides
Liste des questions de cours :
Ecrire la transformation de Galilée, la loi de composition des vitesses et la loi de composition des accélérations pour un référentiel en translation par rapport à un autre référentiel.
Ecrire la loi de composition des vitesses et la loi de composition des accélérations pour un référentiel en rotation par rapport à un autre référentiel.
Trouver la position d'équilibre d'un pendule simple dans un véhicule ayant une accélération constante.
Trouver la position d'équilibre d'une perle sur un cerceau en rotation à vitesse angulaire constante.
Démontrer l'expression de la dérivée particulaire pour un écoulement unidimensionnel.
Démontrer la relation de conservation de la masse pour un écoulement unidimensionnel.
Définir un écoulement parfait, stationnaire, incompressible ou irrotationnel (avec ses conséquences)
Lundi 23 octobre 2023 : Vacances de la Toussaint
Lundi 30 octobre 2023 : Vacances de la Toussaint
Semaine du lundi 6 novembre 2023
Cinématique des fluides
Écoulement parfait
Écoulements réels (questions de cours uniquement)
Liste des questions de cours :
Démontrer l'expression de la dérivée particulaire pour un écoulement unidimensionnel.
Démontrer la relation de conservation de la masse pour un écoulement unidimensionnel.
Définir un écoulement parfait, stationnaire, incompressible ou irrotationnel (avec ses conséquences)
Démontrer le théorème de Bernoulli à partir de l'équation d'Euler
Expliquer l'effet Venturi, la portance ou le fonctionnement du tube de Pitot
Démontrer la formule de Toricelli
Intégrer l'équation de Navier-Stokes pour un écoulement plan avec une surface libre ou un écoulement dans un tuyau cylindrique horizontal
Calculer le débit volumique et la vitesse moyenne à partir de l'expression de la vitesse ; tracer le profil des vitesses
Semaine du lundi 13 novembre 2023
Écoulements réels
Bilans macroscopiques (exercices en régime stationnaire)
Liste des questions de cours :
Intégrer l'équation de Navier-Stokes pour un écoulement plan avec une surface libre ou un écoulement dans un tuyau cylindrique horizontal
Calculer le débit volumique et la vitesse moyenne à partir de l'expression de la vitesse donnée ; tracer le profil des vitesses
Caractériser les écoulements et les forces de traînée en fonction du nombre de Reynolds
Expliquer la notion de couche limite
Démontrer l'équation de conservation de la masse avec un bilan en système ouvert ou en système fermé
Faire un bilan de quantité de mouvement pour démontrer l'expression de la force exercée sur le coude d'un tuyau
Faire un bilan de quantité de mouvement pour expliquer la poussée d'une fusée
Faire un bilan d'énergie pour expliquer le fonctionnement d'une pompe
Semaine du lundi 20 novembre 2023
Bilans macroscopiques
Sources du champ électromagnétique
Exercices uniquement : rappels de PCSI : induction et mouvement dans les champs E et B
Liste des questions de cours :
Démontrer l'équation de conservation de la masse avec un bilan en système ouvert ou en système fermé
Faire un bilan de quantité de mouvement pour démontrer l'expression de la force exercée sur le coude d'un tuyau
Faire un bilan de quantité de mouvement pour expliquer la poussée d'une fusée
Faire un bilan d'énergie pour expliquer le fonctionnement d'une pompe
Démontrer l'équation de conservation de la charge
Intégrer la loi d'Ohm locale pour obtenir la résistance d'une portion de conducteur filiforme
Expliquer l'effet Joule
Expliquer l'effet Hall
Semaine du lundi 27 novembre 2023
Sources du champ électromagnétique
Champ électrostatique
Exemples de champs électrostatiques
Exercices uniquement : rappels de PCSI : induction et mouvement dans les champs E et B
Liste des questions de cours :
Démontrer l'équation de conservation de la charge
Intégrer la loi d'Ohm locale pour obtenir la résistance d'une portion de conducteur filiforme
Expliquer l'effet Joule
Expliquer l'effet Hall
Savoir lire des cartes de champ électrostatique
Démontrer le théorème de Gauss à partir de l'équation de Maxwell-Gauss. Ecrire l'équivalent pour le champ gravitationnel
Utiliser le théorème de Gauss (en justifiant les invariances, les symétries, et la surface de Gauss) pour obtenir le champ créé par une boule, un cylindre, un plan infini
Exprimer un potentiel électrique ou une tension à partir du champ électrique
Semaine du lundi 4 décembre 2023
Exemples de champs électrostatiques
Dipôle électrostatique
Champ magnétostatique
Liste des questions de cours :
Démontrer le théorème de Gauss à partir de l'équation de Maxwell-Gauss. Ecrire l'équivalent pour le champ gravitationnel
Utiliser le théorème de Gauss (en justifiant les invariances, les symétries, et la surface de Gauss) pour obtenir le champ créé par une boule, un cylindre, un plan infini
Déterminer l'énergie de constitution d'une boule de rayon R et de charge Q
Démontrer l'expression du potentiel créé par un dipôle électrostatique
A partir du potentiel, en déduire le champ créé par un dipôle
Démontrer le théorème d'Ampère à partir de l'équation de Maxwell-Ampère.
Démontrer l'expression du champ créé par un fil infini ou un solénoïde infini.
Déterminer l'inductance propre et l'énergie d'un solénoïde.
Semaine du lundi 11 décembre 2023
Dipôle électrostatique
Champ magnétostatique
Dipôle magnétostatique
Liste des questions de cours :
Démontrer l'expression du potentiel créé par un dipôle électrostatique.
A partir du potentiel, en déduire le champ créé par un dipôle.
Exprimer la polarisabilité d'un atome en utilisant le modèle de Thomson.
Démontrer le théorème d'Ampère à partir de l'équation de Maxwell-Ampère.
Démontrer l'expression du champ créé par un fil infini ou un solénoïde infini.
Déterminer l'inductance propre et l'énergie d'un solénoïde.
Déterminer le rapport gyromagnétique d'un atome d'hydrogène.
Évaluer l'ordre de grandeur du moment magnétique d'un aimant permanent et de la force surfacique d'adhérence entre deux aimants.
Semaine du lundi 18 décembre 2023
Équations de Maxwell
Modèle scalaire des ondes lumineuses
Superposition d'ondes lumineuses (exercices uniquement avec 2 ondes)
Liste des questions de cours :
Énoncer les équations de Maxwell et démontrer la loi de Faraday
Définir le vecteur de Poynting et démontrer la loi de conservation de l'énergie
Démontrer l'équation de propagation du champ électromagnétique dans le vide
Expliquer l'ARQS magnétique
Démontrer la relation entre le retard de phase et le chemin optique
Énoncer le théorème de Malus, donner l'expression d'une onde sphérique, d'une onde plane et expliquer l'effet d'une lentille mince
Expliquer le temps et la longueur de cohérence en lien avec les différentes sources de lumière
Démontrer la formule de Fresnel dans le cas de la superposition de deux ondes ; la simplifier dans le cas où les deux ondes ont la même intensité
Définir le contraste, expliquer à quelle condition il est maximal
Définir l'ordre d'interférences, et définir les interférences constructives et destructives
Expliquer la superposition de N ondes à partir de la représentation de Fresnel (l'intensité lumineuse résultante est admise)
Lundi 25 décembre 2023 : Vacances de Noël
Lundi 1er janvier 2024 : Vacances de Noël
Semaine du lundi 8 janvier 2024
Superposition d'ondes lumineuses
Interférences par division du front d'onde (exos proches du cours sur les trous d'Young)
Liste des questions de cours :
Démontrer la formule de Fresnel dans le cas de la superposition de deux ondes ; la simplifier dans le cas où les deux ondes ont la même intensité
Définir le contraste, expliquer à quelle condition il est maximal
Définir l'ordre d'interférences, et définir les interférences constructives et destructives
Expliquer la superposition de N ondes à partir de la représentation de Fresnel (l'intensité lumineuse résultante est admise)
Démontrer l'expression de la différence de marche dans le cas des trous d'Young (avec une source ponctuelle monochromatique centrée)
Démontrer l'expression de l'interfrange
Expliquer les brouillages dans le cas de 2 sources de même longueur d'onde, d'une source étendue, d'un doublet ou de la lumière blanche
Semaine du lundi 15 janvier 2024
Interférences par division du front d'onde (trous d'Young)
Interférences par division d'amplitude (Michelson)
Liste des questions de cours :
Démontrer l'expression de la différence de marche dans le cas des trous d'Young (avec une source ponctuelle monochromatique centrée)
Démontrer l'expression de l'interfrange
Expliquer les brouillages dans le cas de 2 sources de même longueur d'onde, d'une source étendue, d'un doublet ou de la lumière blanche
Faire le schéma du montage du Michelson (en coin d’air ou en lame d’air), exprimer la différence de marche entre deux rayons (admise pour le coin d'air) et en déduire l’allure de la figure d’interférences
Exprimer le rayon des anneaux ou l'interfrange entre les franges rectilignes
Semaine du lundi 22 janvier 2024
Interférences par division d'amplitude (Michelson)
Ondes mécaniques unidimensionnelles
Ondes acoustiques dans les fluides (questions de cours uniquement)
Liste des questions de cours :
Faire le schéma du montage du Michelson (en coin d’air ou en lame d’air), exprimer la différence de marche entre deux rayons et en déduire l’allure de la figure d’interférences
Exprimer le rayon des anneaux ou l'interfrange entre les franges rectilignes
Établir l'équation de d'Alembert pour une corde vibrante ou un solide élastique (loi de Hooke donnée)
Établir les pulsations des modes propres d'une corde fixée à ses deux extrémités et expliquer la résonance d'une corde fixée à une extrémité
Ecrire le système des trois équations locales utiles pour les ondes acoustiques, les linéariser et établir l’équation de propagation de la surpression
Démontrer la relation de dispersion d'une onde acoustique et l'expression de l'impédance acoustique pour une OPPH
Expliquer l'expression d'une onde sonore sphérique, et justifier sa décroissance en 1/r
Démontrer l'expression de la fréquence reçue dans le cadre de l'effet Doppler longitudinal
Semaine du lundi 29 janvier 2024
Ondes mécaniques unidimensionnelles
Ondes acoustiques dans les fluides
Ondes EM dans le vide
Liste des questions de cours :
Établir l'équation de d'Alembert pour une corde vibrante ou un solide élastique (loi de Hooke donnée)
Établir les pulsations des modes propres d'une corde fixée à ses deux extrémités et expliquer la résonance d'une corde fixée à une extrémité
Ecrire le système des trois équations locales utiles pour les ondes acoustiques, les linéariser et établir l’équation de propagation de la surpression
Démontrer la relation de dispersion d'une onde acoustique et l'expression de l'impédance acoustique pour une OPPH
Expliquer l'expression d'une onde sonore sphérique, et justifier sa décroissance en 1/r
Démontrer l'expression de la fréquence reçue dans le cadre de l'effet Doppler longitudinal
Ecrire l’équation de propagation des ondes EM à partir des équations de Maxwell
Ecrire l’expression du champ électrique à partir de sa polarisation et de sa direction de propagation, en déduire le champ magnétique et le vecteur de Poynting associés
Semaine du lundi 5 février 2024
Ondes EM dans le vide
Phénomènes de propagation linéaires
Liste des questions de cours :
Ecrire l’équation de propagation des ondes EM à partir des équations de Maxwell
Ecrire l’expression du champ électrique à partir de sa polarisation et de sa direction de propagation, en déduire le champ magnétique et le vecteur de Poynting associés
Écrire la conductivité complexe d’un plasma ou d’un milieu conducteur à partir de l'équation du mouvement d’un électron
En déduire la relation de dispersion du milieu et expliquer si le milieu est dispersif et/ou absorbant en fonction de l’expression du vecteur d’onde k
Définir les vitesses de phase et de groupe et expliquer la propagation d’un paquet d’onde dans un milieu faiblement dispersif
Lundi 12 février 2024 : Vacances d'hiver
Lundi 19 février 2024 : Vacances d'hiver
Semaine du lundi 26 février 2024
Le programme de colles de cette semaine n'est pas défini.
Semaine du lundi 4 mars 2024
Interface entre deux milieux
Physique du LASER
Faisceau du LASER
Liste des questions de cours :
Écrire les expressions des ondes acoustiques (ou du champ électrique) incidente, réfléchie et transmise en incidence normale à une interface, ainsi que les conditions aux limites
En déduire les coefficients de réflexion et de transmission en amplitude puis en puissance
Commenter les coefficients de réflexion et de transmission à une interface vide-plasma ou vide-conducteur (donnés par l'interrogateur).
Expliquer l'absorption, l'émission spontanée et l'émission stimulée, et associer l'émission spontanée à la durée de vie d'un niveau excité.
Faire un bilan d'énergie pour déterminer l'équation vérifiée par l'intensité d'une onde qui traverse le milieu amplificateur ; en déduire la nécessité d'une inversion de population.
Faire l'analogie entre le fonctionnement d'un LASER et celui d'un amplificateur à pont de Wien
Expliquer les fréquences qui peuvent exister dans une cavité LASER.
A partir de l'expression (fournie) d'un faisceau gaussien, tracer son allure et relier l'ouverture angulaire au rayon minimal.
Expliquer la transformation d'un faisceau gaussien parallèle par une lentille convergente et déterminer le rayon minimal en sortie.
Expliquer le fonctionnement d'un élargisseur de faisceau pour réduire l'ouverture angulaire.
Semaine du lundi 11 mars 2024
Physique du LASER
Faisceau LASER
Equation de Schrödinger pour une particule libre
Liste des questions de cours :
Expliquer l'absorption, l'émission spontanée et l'émission stimulée, et associer l'émission spontanée à la durée de vie d'un niveau excité.
Faire un bilan d'énergie pour déterminer l'équation vérifiée par l'intensité d'une onde qui traverse le milieu amplificateur ; en déduire la nécessité d'une inversion de population.
Faire l'analogie entre le fonctionnement d'un LASER et celui d'un amplificateur à pont de Wien
Expliquer les fréquences qui peuvent exister dans une cavité LASER.
A partir de l'expression (fournie) d'un faisceau gaussien, tracer son allure et relier l'ouverture angulaire au rayon minimal.
Expliquer la transformation d'un faisceau gaussien parallèle par une lentille convergente et déterminer le rayon minimal en sortie.
Expliquer le fonctionnement d'un élargisseur de faisceau pour réduire l'ouverture angulaire.
Etablir la forme des états stationnaires pour la fonction d'onde d'une particule libre
Etablir la relation de dispersion de l'onde, sa vitesse de phase et sa vitesse de groupe (l'équation de Schrödinger est toujours donnée)
Semaine du lundi 18 mars 2024
Equation de Schrödinger pour une particule libre
Particule dans un puits de potentiel
Liste des questions de cours :
Etablir la forme des états stationnaires pour la fonction d'onde d'une particule libre
Etablir la relation de dispersion de l'onde, sa vitesse de phase et sa vitesse de groupe (l'équation de Schrödinger est toujours donnée)
Etablir la quantification des niveaux d'énergie pour un puits de potentiel infini
Retrouver qualitativement l'énergie minimale à partir de l'inégalité de Heisenberg
Expliquer l'abaissement des niveaux d'énergie pour un puits de potentiel fini
Expliquer l'effet tunnel
Semaine du lundi 25 mars 2024
Equation de Schrödinger pour une particule libre
Particule dans un puits de potentiel
Liste des questions de cours :
Etablir la forme des états stationnaires pour la fonction d'onde d'une particule libre
Etablir la relation de dispersion de l'onde, sa vitesse de phase et sa vitesse de groupe (l'équation de Schrödinger est toujours donnée)
Etablir la quantification des niveaux d'énergie pour un puits de potentiel infini
Retrouver qualitativement l'énergie minimale à partir de l'inégalité de Heisenberg
Expliquer l'abaissement des niveaux d'énergie pour un puits de potentiel fini
Expliquer l'effet tunnel
Semaine du lundi 1er avril 2024
Il n'y a pas de colles cette semaine.
Lundi 8 avril 2024 : Vacances de printemps
Lundi 15 avril 2024 : Vacances de printemps
Semaine du lundi 22 avril 2024
Il n'y a pas de colles cette semaine.
Semaine du lundi 29 avril 2024
Il n'y a pas de colles cette semaine.
Semaine du lundi 6 mai 2024
Il n'y a pas de colles cette semaine.
Semaine du lundi 13 mai 2024
Il n'y a pas de colles cette semaine.
Semaine du lundi 20 mai 2024
Le programme de colles de cette semaine n'est pas défini.
Semaine du lundi 27 mai 2024
Le programme de colles de cette semaine n'est pas défini.
Semaine du lundi 3 juin 2024
Le programme de colles de cette semaine n'est pas défini.
Semaine du lundi 10 juin 2024
Le programme de colles de cette semaine n'est pas défini.
Semaine du lundi 17 juin 2024
Le programme de colles de cette semaine n'est pas défini.
Semaine du lundi 24 juin 2024
Le programme de colles de cette semaine n'est pas défini.
