CNC 2009 PSI Physique I : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique I du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2009, filière PSI, en 4 heures. Thème : Télescope Cassegrain : optique géométrique, diffraction et turbulence atmosphérique ; onduleur de tension autonome.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• Problème I, 1re partie : étude et propriétés des télescopes. Questions de cours sur l'optique géométrique et les conditions de Gauss. Miroir sphérique, taille de l'image de deux étoiles et limite imposée par les pixels d'une caméra CCD. Télescope Cassegrain du VLT à deux miroirs : position de l'image finale, focale équivalente et gain sur la résolution.
  À revoir : Optique géométrique et formation des images
• Problème I, 2e partie : diffraction par une fente. Montage de diffraction à l'infini et principe d'Huygens-Fresnel. Calcul de la différence de marche, de l'amplitude et de l'intensité en sinus cardinal diffractées par une fente, puis description de la figure observée dans le plan focal.
  À revoir : Modèle scalaire des ondes lumineuses, Superposition d'ondes lumineuses, trous d'Young et réseau
• Problème I, 3e partie : phénomènes limitant le pouvoir de résolution. Tache d'une pupille circulaire, critère de Rayleigh et résolution angulaire du télescope. Questions qualitatives sur les limites d'un télescope terrestre, les moyens de les contourner et l'intérêt des grands télescopes.
  À revoir : Superposition d'ondes lumineuses, trous d'Young et réseau, Modèle scalaire des ondes lumineuses
• Problème I, 4e partie : effet de la turbulence atmosphérique sur la structure d'un front d'onde. Relation de Gladstone, indice de l'air gaz parfait et fluctuation de l'indice avec la température et la pression. Surface d'onde, théorème de Malus et déformation d'une onde plane par une zone cylindrique d'indice différent, puis correction pratique de la turbulence.
  À revoir : Modèle scalaire des ondes lumineuses, Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur, Calcul infinitésimal du physicien : dérivées et différentielles
• Problème II : onduleur. Onduleur à quatre interrupteurs alimentant une charge RL : tension créneau, équation différentielle du courant et régime permanent. Décomposition de Fourier de la tension et du courant, taux d'harmoniques, puis commande modifiée qui annule l'harmonique 3 et puissance moyenne reçue par la charge.
  À revoir : Filtrage linéaire, Régime sinusoïdal forcé, Régimes transitoires, Équations différentielles linéaires du premier ordre

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Optique géométrique et formation des images
• Modèle scalaire des ondes lumineuses
• Superposition d'ondes lumineuses, trous d'Young et réseau
• Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
• Calcul infinitésimal du physicien : dérivées et différentielles
• Filtrage linéaire
• Régime sinusoïdal forcé
• Régimes transitoires
• Équations différentielles linéaires du premier ordre

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