CNC 2005 MP Physique I : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique I du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2005, filière MP, en 4 heures. Thème : Champ magnétique et propriétés de la matière : faisceau électronique et effet Zeeman.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• 1re partie, 1.1 : nature de la trajectoire et application. Électron dans un champ magnétostatique uniforme : trajectoire plane, vitesse de module constant, cercle parcouru à la pulsation cyclotron. Mesure de la charge spécifique e/m à partir du diamètre de la trajectoire et discussion des incertitudes, puis hélice quand la vitesse a une composante axiale.
  À revoir : Description et paramétrage du mouvement d'un point, Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
• 1re partie, 1.2 : stabilité de la trajectoire électronique. Perturbation au premier ordre de la trajectoire circulaire en coordonnées cylindriques. Équation différentielle du second ordre sur l'écart radial, stabilité des mouvements radial, orthoradial et axial.
  À revoir : Équations différentielles linéaires du second ordre, Description et paramétrage du mouvement d'un point
• 2e partie, 2.1 : théorème de Larmor. Composition des vitesses et des accélérations dans un référentiel en rotation, choix du vecteur rotation qui définit le référentiel de Larmor. Ordre de grandeur des deux termes pour l'atome d'hydrogène et énoncé du théorème.
  À revoir : Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
• 2e partie, 2.2 : oscillateur harmonique spatial. Électron élastiquement lié : mouvement plan, énergie potentielle effective, trajectoire elliptique ou circulaire. Représentation complexe et décomposition du mouvement en une oscillation axiale et deux mouvements circulaires gauche et droit.
  À revoir : Équations différentielles linéaires du second ordre, Nombres complexes et trigonométrie
• 2e partie, 2.3 : changements de fréquence dus à la rotation de Larmor. Effet du champ sur chacune des trois composantes du mouvement : composante axiale inchangée, pulsations décalées pour les composantes circulaires. Expression approchée des décalages en fréquence et accord avec le théorème de Larmor.
  À revoir : Équations différentielles linéaires du second ordre, Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
• 2e partie, 2.4 : conséquences sur les raies d'émission de l'atome. Champ rayonné par le dipôle oscillant et polarisation dans une direction d'observation. Triplet observé perpendiculairement au champ, deux raies parallèlement, intensités relatives et montages de vérification. Exploitation d'une courbe pour la raie rouge du cadmium, valeur de e/m.
  À revoir : Fonctions usuelles et lecture des graphes

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Description et paramétrage du mouvement d'un point
• Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
• Équations différentielles linéaires du second ordre
• Nombres complexes et trigonométrie
• Fonctions usuelles et lecture des graphes

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