CCINP 2021 MP Physique : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique du Concours Commun INP (CCINP), France, session 2021, filière MP, en 4 heures. Thème : La physique de l'appareil photo.

Remarque sur une entreprise citée. Le document 3 du sujet est une capture de Google Maps. Google est visée par la pression du mouvement BDS et par la campagne No Tech for Apartheid depuis 2021, à cause du contrat Project Nimbus (1,2 milliard de dollars, 2021) : nuage et intelligence artificielle pour le gouvernement et l'armée d'occupation. Le jour du concours, traite le cas de façon neutre, comme le sujet le demande.

Ce que traite le sujet, partie par partie

• Partie I : optique de l'appareil photo. Modèle à lentille mince, conditions de Gauss, tirage et influence de la focale, téléobjectif, exploitation d'une photo du Mont Saint-Michel pour en estimer la hauteur, stigmatisme d'une lentille plan-convexe et chemin optique.
• Partie II : la lumière. Réglages de l'exposition (sensibilité, vitesse, ouverture) et modèle corpusculaire avec le nombre de photons reçus lors d'une prise de vue.
• Partie III : le capteur. Principe du capteur CCD à photo-sites assimilés à des condensateurs, effet photoélectrique et énergie minimale des photons pour le silicium, compatibilité avec la lumière visible.
• Partie IV : le flash. Nombre guide et portée du flash, énergie stockée dans le condensateur et tension de charge, puis décharge dans un tube au xénon modélisé par une résistance.
• Partie V : le stabilisateur d'image. Accéléromètre à oscillateur mécanique dans un référentiel non galiléen, réponse en fréquence comparée au tremblement de la main, condensateur plan et mesure capacitive de l'accélération.
• Partie VI : le filtre polarisant. Rayonnement d'un dipôle oscillant, puissance rayonnée, diffusion Rayleigh, couleur et polarisation du ciel, intérêt du filtre polarisant.
• Partie VII : traitement numérique des images. Avec Python et la bibliothèque PIL : négatif d'une image et histogramme des niveaux.

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Optique géométrique et formation des images
• Régimes transitoires
• Régime sinusoïdal forcé
• Bases de Python : expressions, types, instructions, fonctions

Chaque chapitre a son cours, ses méthodes, ses pièges et des exercices corrigés. L'essai gratuit donne accès aux chapitres offerts de ta filière.