CCINP 2024 MP Physique : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique du Concours Commun INP (CCINP), France, session 2024, filière MP, en 4 heures. Thème : Interférences de la lumière et de la matière : fentes d'Young, réseau et effet Talbot.

Ce que traite le sujet, partie par partie

• Partie I : dualité onde-corpuscule pour la lumière. Énergie et quantité de mouvement des photons, inégalité de Heisenberg spatiale et ouverture angulaire d'un faisceau à travers un trou, expérience mettant en évidence l'aspect corpusculaire, effet photoélectrique, flux de photons d'une source, détection photon par photon et amplitude de probabilité.
• Partie II : interférences lumineuses à 2 ou 3 ondes. Deux trous ou fentes en lumière parallèle : figure d'interférences, source quasi monochromatique à profil rectangulaire avec visibilité, longueur et temps de cohérence, puis ajout d'une troisième fente.
• Partie III : diffraction par un réseau et effet Talbot en optique. Réseau de N fentes, formule du réseau et maxima d'intensité, onde électromagnétique et vecteur de Poynting, décomposition de l'onde émergente sur les ordres du réseau, autoimages de l'effet Talbot et application à une monocouche d'hématies.
• Partie IV : interférences d'ondes de matière. Longueur d'onde de De Broglie, microscope électronique, théorème d'équipartition et expériences d'interférences atomiques de 1991 et 1992.

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Superposition d'ondes lumineuses, trous d'Young et réseau
• Modèle scalaire des ondes lumineuses
• Optique géométrique et formation des images

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