Prepa HelpCNC 2005 MP Physique II : sujet en PDF
Sujet de l'épreuve de Physique II du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2005, filière MP, en 4 heures. Thème : Méthode photothermique de mesure d'une température.
Ce que traite le sujet, partie par partie
- 1re partie, 1.1 : étude de l'équilibre thermique initial. Définition du corps noir et loi de Stefan, énergie interne d'un solide. Bilan d'énergie sur l'échantillon, température d'équilibre très proche de l'ambiante et linéarisation de l'équation obtenue.
- 1re partie, 1.2 : ordres de grandeurs. Symétries du champ de température, bilan détaillé et équation de la diffusion thermique, longueur de pénétration par analyse dimensionnelle. Faisceau laser modulé par un hacheur, absorption exponentielle et comparaison des longueurs caractéristiques.
- 1re partie, 1.3 : résolution et conditions aux limites. Température complexe, équation différentielle en x et solution atténuée. Linéarisation du flux radiatif, continuité à l'interface, puis expression finale de l'onde thermique dans le solide et interprétation de chaque terme.
- 2e partie : détection et analyse du signal. Filtre optique passe-bande, loi de Planck et dérivée de la densité spectrale par rapport à la température. Signal du détecteur au premier ordre, détection synchrone, puis mesure de la température par le rapport des signaux à deux longueurs d'onde.
Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet
- Calcul infinitésimal du physicien : dérivées et différentielles
- 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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