Prepa HelpCNC 2017 MP Physique I : sujet en PDF
Sujet de l'épreuve de Physique I du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2017, filière MP. Thème : Onde ou particule : le photon défie toujours l'intuition.
Ce que traite le sujet, partie par partie
- 1. Onde électromagnétique dans le vide. Conservation de la charge, équations de Poisson, équation de propagation et onde plane sinusoïdale. Vecteur de Poynting, puis description en photons : relations de de Broglie, impulsion et intensité d'un faisceau.
- 2.1. Le corps noir et la catastrophe ultraviolette. Analyse dimensionnelle de la densité spectrale d'énergie, loi de Rayleigh-Jeans et divergence de l'énergie totale, forme de Wien puis fonction de Planck et ses limites à haute et basse fréquence.
- 2.2. L'effet photoélectrique : l'existence du photon. Caractéristique de la cellule et potentiel d'arrêt, travail d'extraction et fréquence seuil. Énergie cinétique des électrons, courant de saturation et rendement quantique.
- 2.3. L'effet Compton : la confirmation du photon. Diffusion de rayons X par un électron au repos : conservation relativiste de l'impulsion et de l'énergie, expression du décalage de longueur d'onde et longueur de Compton.
- 3.1. Propagation d'un photon de masse non nulle. Équations de Maxwell modifiées, jauge de Lorentz imposée, relation de dispersion et vitesses de phase et de groupe. Limite supérieure de la masse du photon à partir de l'écart d'arrivée de deux longueurs d'onde émises par une étoile.
- 3.2. Polarisation et photon. Électron élastiquement lié soumis à une onde circulaire : régime forcé en notation complexe, puissance moyenne et moment moyen reçus par l'atome, d'où le moment cinétique du photon.
Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet
- Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
- Régime sinusoïdal forcé
- Équations différentielles linéaires du second ordre
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