Centrale 2025 PC Physique 2 : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique 2 du Concours Centrale-Supélec, France, session 2025, filière PC, en 4 heures. Thème : Laser à électrons libres : cavités supraconductrices de l'accélérateur et rayonnement de l'ondulateur.

Lire le sujet 17 pages · sujet sans corrigé, reproduit sans retouche−+Télécharger le PDF (2,2 Mo)

Ce que traite le sujet, partie par partie

• Partie A (I à IV) : l'accélérateur linéaire, refroidissement et cavité résonante. Puissance dissipée dans une cellule TESLA par vaporisation de l'hélium, profil de température dans la paroi par diffusion thermique stationnaire avec résistance d'interface. Champ dans une cavité cylindrique : équation de d'Alembert, séparation des variables, modes propres fixés par les zéros de J0, rayon de la cavité, champ magnétique associé et choix du matériau supraconducteur.
  À revoir : Équations différentielles linéaires du second ordre
• Partie A (V et VI) : électron dans la cavité et couplage des cavités. Électron relativiste : facteur de Lorentz, approximation de 1 - v/c, énergie cinétique, gain d'énergie lors de la traversée d'une cavité et longueur de l'accélérateur. Chaîne de circuits LC couplés par des condensateurs, relation de dispersion, analogie avec la corde vibrante et identification des modes simulés d'une cellule de neuf cavités.
  À revoir : Calcul infinitésimal du physicien : dérivées et différentielles, Circuits électriques dans l'ARQS, Équations différentielles linéaires du second ordre
• Partie B : l'ondulateur. Trajectoire sinusoïdale d'un électron relativiste dans un champ magnétique périodique, paramètre K et vitesse moyenne. Interférences de N sources le long de l'axe, amplitude résultante, fréquences des maxima et largeur des pics, longueur d'onde X émise et nombre de périodes. Méthode d'Euler pour deux équations couplées et interprétation du regroupement des électrons.
  À revoir : Superposition d'ondes lumineuses, trous d'Young et réseau, Équations différentielles linéaires du premier ordre

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Équations différentielles linéaires du second ordre
• Calcul infinitésimal du physicien : dérivées et différentielles
• Circuits électriques dans l'ARQS
• Superposition d'ondes lumineuses, trous d'Young et réseau
• Équations différentielles linéaires du premier ordre

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