La progression

mardi 21 novembre 2017, par Eric OUVRARD

{{{M2 suite - Dynamique du point en référentiel non galiléen}}} - Dynamique dans le référentiel terrestre -* Pesanteur -* Terme de Coriolis: explication de la formation d'une dépression - déviation lors d'une chute libre {{{Concours blanc n°2}}} S19 - du 1 au 5 février {{{M1 - Dynamique du point en référentiel galiléen}}} - Révisions de Sup {{{M2 - Dynamique du point en référentiel non galiléen}}} - Choix d'un référentiel en fonction de la trajectoire du système étudié - Caractère galiléen d'un référentiel - Référentiels en translation: lois de compositions des vitesse et accélération - Référentiels en rotation uniforme: lois de composition - Dynamique: Notion de pseudo forces, PFD, TMC et étude énergétique S18 - du 26 au 30 janvier {{{PO4 suite - Mécanique quantique}}} -* Explication qualitative de l'abaissement de l'énergie minimum de la particule par rapport au puits infini -* Quantification de l'énergie: résolution par la méthode graphique - Effet Tunnel: Détermination des coefficients de réflexion/transmission - Double puits: approche descriptive S17 - du 19 au 23 janvier {{{PO4 - Mécanique quantique}}} - Introduction au monde quantique: relation d'Einstein, onde de De Broglie, inégalité d'Heisenberg, fonction d'onde, densité de probabilité de présence. - Utilisation de l'équation de Schrödinger fournie (recherche des états stationnaires) -* pour une particule libre -* pour une particule dans un puits infini: modes propres et quantification de l'énergie S16 du 12 au 16 janvier {{{PO3 - Interface entre deux milieux}}} - Cas de deux milieux d'indices complexes $\underline{n}_1$ et $\underline{n}_2$ - Interface air-plasma: coefficients de réflexion/ transmission en amplitude et énergie - Interface air-métal dans le cas des ondes lumineuses: identification à un plasma peu dense, justification de la réflexion totale - Interface air-métal sans l'ARQS, limite du métal parfait (coefficient de réflexion en amplitude uniquement) {{{Série de deux TP de 4H}}} - Effet Doppler: Mise en place d'une démarche expérimentale exploitant la notion de détection synchrone - Interférométrie en lumière blanche - spectre cannelé S15 du 5 au 9 janvier {{{Phénomènes dispersifs}}} - Définition et modélisation pour un plasma - Relation de dispersion, condition de propagation, onde évanescente - Paquet d'onde -* Caractère non réel d'une OPPH -* Superposition de deux OPPH de pulsations différentes, vitesse de propagation de l'enveloppe -* Vitesse de groupe pour un paquet d'onde, vitesse de phase, nature dispersive d'un milieu - Etude du conducteur métallique - cas d'un métal idéal S9 du 9 au 14 novembre {{{PO4 Principe de fonctionnement du LASER}}} - Populations coefficients d'Einstein - Nécessité d'une inversion de population, pompage - Oscillateur -* Oscillateur à pont de Wien -* Cavité optique - Limitation des modes pour un laser - Faisceau lumineux -* longueur de Rayleigh, ouverture du faisceau -* waist -* Diminution de l'ouverture par un système afocal

S11 du 23 au 27 novembre

PO2 Ondes électromagnétiques dans le vide

  • Equation d’Alembert, transversalité de l’onde pour l’OPPH
  • Relation de structure pour le champ magnétique pour l’OPPH
  • Polarisation d’une OPPH

S9 du 9 au 14 novembre

EM5 : Equations de Maxwell-suite

  • ARQS magnétique

PO1 Phénomènes ondulatoires dans des solides déformables

  • Phénomène d’onde progressive - phénomène dispersif
  • Cas particulier : la corde souple (équation de propagation)
  • Equation d’Alembert
  • L’équation
  • Solutions progressives, stationnaires
  • Ondes progressive dans un solide
  • Modèle de la chaine d’oscillateurs
  • Loi de Hooke

S8 du2 au 7 novembre

EM5 : Equations de Maxwell

  • Conservation de la charge
  • Postulat : les équations de Maxwell. Retour au cas statique .
  • Bilan énergétique : Vecteur de Poynting, énergie volumique, équation locale de Poynting
  • Application : Conducteur Ohmique en régime stationnaire : bilan énergétique

EM2 : Conducteur Ohmique en régime stationnaire

  • Modèle de Drüde, loi d’Ohm locale
  • Résistance d’un conducteur, puissance volumique
  • Effet Hall

EM4 : Magnétostatique (suite)

  • Dipôles magnétiques
  • Moment magnétique
  • Rapport gyromagnétique, magnéton de Bohr
  • Aimants
  • Actions subies par un dipôle placé dans un champ extérieur

S7 du 12 au 16 octobre

EM3 Electrostatique

  • Dipôle :
  • recherche du potentiel et du champ, allure des lignes de champ
  • Actions subies par un dipôle dans un champ extérieur
  • Interactions moléculaires
  • Dipôle induit - polarisabilité

EM4 : Magnétostatique

  • Force de Lorentz, de Laplace
  • Propriétés de symétrie
  • Equations locales
  • Théorème d’Ampère
  • Topographie du champ
  • Applications : fil, solénoïde, inductance propre

S6 du 5 au 10 octobre

EM3 Electrostatique

  • Distributions de charges
  • Loi de Coulomb, équations locales
  • Potentiel, théorème de Gauss
  • Applications du théorème de gauss : plan infini, condensateur plan en négligeant les effets de bord
  • Energie électrostatique volumique

S4 du 21 au 26 septembre

OPC4 Interféromètre de Michelson - suite

  • Réglage en lame d’air
  • Franges d’égale inclinaison
  • Réglage en coin d’air : condition d’observation, différence de marche

OPC5 Diffraction

  • Plan de Fourier
  • Cas du réseau sinusoïdal : décomposition en trois ondes planes de l’onde transmise par l’objet diffractant
  • Identification de la figure de diffraction dans le plan de Fourier à la transformée de Fourier de l’objet.

S3 du 14 au 18 septembre

OPC3 - Trous d’Young suite

  • Interfrange
  • Extension spectrale d’une source : critères de brouillage
  • Extension spatiale d’une source : critères de brouillage
  • Interférences à $N$ ondes
  • Condition d’interférences constructives
  • Déviation

OPC4 Interféromètre de Michelson

  • Présentation et modélisations
  • Réglage en lame d’air
  • Calcul de la différence de marche

S2 du 7 au 11 septembre

OPC2 - Interférences à 2 ondes

  • Intensité en $M$ résultant de la superposition de deux vibrations : condition d’interférence, formule de Fresnel

OPC3 - Trous d’Young

  • Type de figure d’interférences sur l’écran
  • Détermination de la différence de marche
  • Intensité dans le cas d’une source ponctuelle monochromatique
  • Conditions d’observation : Gauss et Fraunhofer

S1 du 1er au 5 septembre

Outils mathématiques

  • Décomposition en série de Fourier
  • Transformée de Fourier

Rappels d’optique géométrique

OPC1- Modèle scalaire de la lumière

  • vibration lumineuse
  • Chemin optique, retard de phase
  • Intensité lumineuse
  • Différentes sources
  • Capteurs optiques : sensibilité et temps de réponse

S9 du 19 au 24 novembre

EM3 - Electrostatique

  • Etude du condensateur plan : champ électrique / potentiel / capacité

S9 du 12 au 17 novembre

OPC5 - Optique de Fourier

  • Cas du réseau à $N$ traits : maxima d’intensité par interférence à $N$ ondes - ordres - résolution

EM3 - Electrostatique

  • Equations locales
  • Potentiel
  • Lignes de champ et équipotentielles
  • Symétries et invariances
  • Théorème de Gauss - applications aux différentes distributions de charges

S8 du 6 au 10 novembre

OPC4 - Dispositifs par division d’amplitude

  • Réglage en coin d’air : localisation des interférences - $\delta$ - défaut du miroir

OPC5 - Optique de Fourier

  • Analyse de Fourier : cas de signaux périodiques / non périodiques - Transformée de Fourier pour un signal temporel, spatial
  • Objet diffractant : fonction transparence - plan de Fourier
  • Cas du réseau sinusoïdal (en préparation du TP) : Analyse de l’observation dans le plan de Fourier - Décomposition en 3 OPPH - similitude avec la transformée de Fourier de l’objet diffractant
  • généralisation à tout objet diffractant
  • Cas du réseau à $N$ traits : maxima d’intensité par interférence à $N$ ondes - ordres - résolution

S7 du 10 au 15 octobre

OPC4 - Dispositifs par division d’amplitude

  • Interféromètre de Michelson : présentation (Bilan du TP) - rôle de la compensatrice
  • Réglage en lame d’air : localisation des interférences - modèle de deux sources ou de la lame d’air - franges d’égale inclinaison

S6 du 10 au 15 octobre

OPC3 - Dispositifs par division de front d’onde

  • trous d’Young / fentes d’Young : présentation
  • Source monochromatique ponctuelle : ordre d’interférence, interfrange
  • Brouillage par extension spatiale de la source
  • Brouillage par extension spectrale de la source

S5 du 2 au 7 octobre

OPC1 - Notions de base en optique ondulatoire

  • Paquet d’onde, relation $\tau.\Delta f \simeq 1$
  • Sources de lumières : spectres
  • Capteurs : fréquence de coupure, intensité lumineuse, sensibilité du capteur

OPC2 - Interférences

  • Cohérence des sources
  • Interférences à 2 ondes : Formule de Fresnel
  • Interférence à $N$ ondes : condition d’interférences constructives, largeur de la frange brillante

S4 du 25 au 30 septembre

T8 - Transferts thermiques

  • Applications - exploitation de la loi de Newton fournie

T9 - Rayonnement

  • Lois de Stephan et de Wien
  • Bilan thermique dans le cas de l’effet de serre

OPC1 - Notions de base en optique ondulatoire

  • Vibration lumineuse, écriture mathématique (retard de phase), chemin optique
  • Paquet d’onde, relation $\tau.\Delta f \simeq 1$
  • Sources de lumières : spectres
  • Capteurs : fréquence de coupure, intensité lumineuse, sensibilité du capteur

S3 du 18 au 22 septembre

T7 - Diffusion des particules

  • Cas unidimensionnel : bilan local de particules
  • Loi de Fick
  • Coefficient de diffusion : approche microscopique

OM8 - Outils mathématiques

  • Gradient, divergence, laplacien scalaire

T8 - Transferts thermiques

  • Loi de Fourier
  • Cas unidimensionnel : bilan local avec ou sans puissance produite / bilan global en régime stationnaire
  • Résistance thermique.

S2 du 11 au 15 septembre

T5 - Premier des systèmes ouverts

  • Principes
  • Modules d’une machine frigorifique
  • Exploitation d’un diagramme enthalpique

T7 - Diffusion des particules

  • Flux et densité de flux
  • Régime stationnaire : bilan global

S1 du 4 au 8 septembre

Rappels de thermodynamique

T1-2 - Premier et second principes

  • Principes
  • Machine dithers
  • Changement d’état
  • Applications

Pour les TP, voir cet article

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