CNC 2003 MP Physique I : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique I du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2003, filière MP, en 4 heures. Thème : Autour d'exoplanètes : orbites, visibilité, transits et observation directe par apodisation.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• 1re partie : quelques caractéristiques orbitales. Système étoile-planète ramené à un mobile fictif, trajectoires circulaires et vitesses de l'étoile et de la planète. Masse de l'étoile HD19994 et masse de la planète déduite de la vitesse radiale selon l'angle de visée.
  À revoir : Description et paramétrage du mouvement d'un point, Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
• 2e partie : visibilité de la planète. Loi de Planck, loi de Wien et loi de Stefan pour un corps noir. Température d'équilibre d'une planète avec albédo, puis rapport des puissances émises par la planète et l'étoile pour choisir le domaine spectral d'observation.
  À revoir : Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur, Fonctions usuelles et lecture des graphes
• 3e partie : détection par la méthode indirecte des transits. Lecture de la courbe de flux lors du passage de la planète devant son étoile. Variation relative liée au rapport des rayons, comparaison entre planète jovienne et tellurique, application à une exoplanète détectée en 2003.
  À revoir : Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
• 4e partie, 4.1 : coronographe de Lyot. Télescope assimilé à une lentille diaphragmée par une fente. Diffraction de Fraunhofer et intensité dans le plan focal, cache opaque arrêtant la tache centrale de l'étoile, et constat que la planète reste noyée dans les lobes secondaires.
  À revoir : Modèle scalaire des ondes lumineuses, Optique géométrique et formation des images
• 4e partie, 4.2 : étude d'une pupille apodisée. Pupille à transmittance en cosinus carré : figure de diffraction, élargissement de la tache centrale et affaiblissement des maxima secondaires. Rapport d'intensité entre planète et étoile, comparé au cas sans apodisation.
  À revoir : Modèle scalaire des ondes lumineuses
• 4e partie, 4.3 : apodisation à l'aide de l'interféromètre de Michelson. Réglage de l'interféromètre au contact optique, puis coin d'air symétrique obtenu en tournant les miroirs. L'éclairement en cosinus carré équivaut à une transmission non uniforme de la pupille, extension qualitative à deux dimensions.
  À revoir : Interféromètre de Michelson, Modèle scalaire des ondes lumineuses

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Description et paramétrage du mouvement d'un point
• Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
• Fonctions usuelles et lecture des graphes
• Modèle scalaire des ondes lumineuses
• Optique géométrique et formation des images
• Interféromètre de Michelson

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