Banque PT 2020 PT Physique A : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique A du Banque PT, France, session 2020, filière PT, en 4 heures. Thème : Détection des ondes gravitationnelles.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• Partie 1 : modèle mécanique d'un système binaire. Analogie entre électrostatique et gravitation (théorème de Gauss gravitationnel, champ d'un astre sphérique), mouvement circulaire de deux astres, énergie mécanique, puis perte d'énergie par ondes gravitationnelles et équation différentielle de la fréquence résolue par séparation des variables.
  À revoir : Description et paramétrage du mouvement d'un point, Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
• Partie 2 : interféromètre de détection. Michelson en lame d'air (anneaux, lame compensatrice), éclairement en sortie modifié par l'anisotropie d'indice due à l'onde, seuil de détection fixé par le bruit de photons, puis cavité électromagnétique à ondes stationnaires et gain de sensibilité apporté par des cavités de type Fabry-Perot dans les bras.
  À revoir : Interféromètre de Michelson, Modèle scalaire des ondes lumineuses, Superposition d'ondes lumineuses, trous d'Young et réseau
• Partie 3 : échauffement des miroirs par le laser. Onde plane progressive et vecteur de Poynting, propagation dans un métal (effet de peau, épaisseur de peau), puissance dissipée par effet Joule, élévation de température, dilatation tolérée et temps de diffusion thermique.

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Description et paramétrage du mouvement d'un point
• Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
• Interféromètre de Michelson
• Modèle scalaire des ondes lumineuses
• Superposition d'ondes lumineuses, trous d'Young et réseau

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