Prepa HelpCCINP 2021 TPC Physique : sujet en PDF
Sujet de l'épreuve de Physique du Concours Commun INP (CCINP), France, session 2021, filière TPC, en 4 heures. Thème : Couche antireflet, effet Hall classique et quantique.
Ce que traite le sujet, partie par partie
- Problème 1, partie I : intérêt d'une couche antireflet. Coefficient de réflexion à une interface air-verre et perte de lumière cumulée sur les faces des lentilles d'un appareil photographique.
- Problème 1, partie II : paramètres d'une couche antireflet. Différence de marche 2 n2 e2 entre rayons réfléchis successifs dans une couche mince, coefficients de réflexion en amplitude, épaisseur et indice qui donnent des interférences destructives.
- Problème 1, partie III : exploitation. Choix de la longueur d'onde de référence d'après la sensibilité de l'œil, choix du matériau, courbes de réflexion selon la longueur d'onde et reflets colorés résiduels.
- Problème 1, partie IV : contrôle de l'épaisseur du dépôt. Mesure interférométrique de l'épaisseur de la couche et calcul de l'incertitude sur cette épaisseur.
- Problème 2, partie I : effet Hall classique. Modèle de Drude de la conduction, loi d'Ohm locale et temps de relaxation, conservation de la charge, puis force de Lorentz, champ de Hall, résistance de Hall et sondes à effet Hall.
- Problème 2, partie II : effet Hall quantique. Électrons confinés dans un puits infini : inégalité de Heisenberg, équation de Schrödinger et quantification de l'énergie, effet d'un champ magnétique, puis résistance de Hall quantifiée en h/(p e^2).
Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet
- Modèle scalaire des ondes lumineuses
- Superposition d'ondes lumineuses, trous d'Young et réseau
- Mesures et incertitudes
Chaque chapitre a son cours, ses méthodes, ses pièges et des exercices corrigés. L'essai gratuit donne accès aux chapitres offerts de ta filière.