Centrale-Supélec 2020 MP Physique-chimie 2 : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique-chimie 2 du Concours Centrale-Supélec, France, session 2020, filière MP, en 4 heures. Thème : Autour de Proxima du Centaure : ozone atmosphérique, instrument à deux lentilles et interférométrie stellaire, voile solaire et détection d'une exoplanète.

Ce que traite le sujet, partie par partie

• Partie I : ozone et atmosphère. Rayonnements ultraviolets, configuration électronique de l'oxygène, structures de Lewis de O2 et O3, moment dipolaire de l'ozone, constante de l'équilibre 3 O2 = 2 O3 et pression partielle d'ozone, déplacement de l'équilibre avec l'altitude, mécanisme de Chapman et ordre de la vitesse de formation de O3.
• Partie II : découverte de Proxima du Centaure. Instrument à deux lentilles, image intermédiaire et grandissement, image ponctuelle ou étendue sur une plaque et sur un capteur CCD, nombre d'électrons collectés, diffraction par l'objectif ; distance par la parallaxe ; diamètre angulaire par deux trous d'Young placés devant l'objectif : ordre d'interférence, intensité, plus petite distance a qui brouille la figure.
• Partie III : voyager vers Proxima du Centaure. Onde plane dans le vide et moyenne du vecteur de Poynting, réflexion et transmission sur une voile métallique, simplification de l'équation de propagation dans l'or, vecteur d'onde complexe et longueur delta, épaisseur et masse de la voile, force exercée par la lumière dans le modèle corpusculaire.
• Partie IV : une exoplanète, Proxima Centauri b. Mouvement de l'étoile et de la planète autour de leur centre de masse, équation du mouvement relatif, relation entre r, T et les masses, vitesse de l'étoile, décalage Doppler de la méthode des vitesses radiales et masse de la planète tirée de mesures.

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Superposition d'ondes lumineuses, trous d'Young et réseau
• Optique géométrique et formation des images
• Modèle scalaire des ondes lumineuses
• Second principe : enthalpie libre, potentiel chimique et équilibre chimique
• Premier principe appliqué aux transformations physico-chimiques : grandeurs standard de réaction et effets thermiques
• Optimisation d'un procédé : facteurs d'équilibre et déplacement d'équilibre
• Description et paramétrage du mouvement d'un point
• Propagation d'un signal

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