Prepa HelpCNC 2002 TSI Physique II : sujet en PDF
Sujet de l'épreuve de Physique II du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2002, filière TSI, en 4 heures. Thème : Quelques aspects de la physique des plasmas.
Ce que traite le sujet, partie par partie
- 1ère partie : réponse d'un plasma à un champ électromagnétique. Mouvement des électrons soumis à un champ et à un frottement visqueux, équation du courant volumique. Conservation de la charge, pulsation plasma et valeurs numériques pour plusieurs milieux, conductivité complexe du plasma.
- 2ème partie : autoconfinement d'une colonne de plasma. Champ magnétique d'une colonne cylindrique parcourue par un courant uniforme, force magnétique et forces de pression. Équilibre local, formule de Bennett et courant nécessaire au confinement.
- 3ème partie : effet d'écran dans un plasma. Loi de Boltzmann obtenue par l'équilibre entre force électrique et pression. Équation de Poisson linéarisée, longueur de Debye, potentiel écranté autour d'un ion et charge totale dans une sphère.
- 4ème partie : propagation d'une onde électromagnétique dans un plasma. Potentiels vecteur et scalaire, jauge, séparation des composantes longitudinale et transversale, équations linéarisées du plasma. Relation de dispersion d'une onde transversale, domaine de propagation, vitesses de phase et de groupe, puis onde longitudinale à pulsation unique.
- 5ème partie : effets collectifs dans un plasma, plasmons. Champ entre deux plans chargés, oscillation collective des électrons d'une colonne de plasma à la pulsation plasma. Plasmons, spectre de pertes d'énergie d'une couche d'aluminium et densité électronique tirée du graphe.
Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet
- Équations différentielles linéaires du second ordre
- Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
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