CNC 2005 TSI Physique I : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique I du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2005, filière TSI, 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

• 1ère partie, 1.1 : nature de la trajectoire et application. Électron dans un champ magnétostatique uniforme : trajectoire circulaire, rayon de giration, pulsation cyclotron. Mesure de la charge spécifique de l'électron et comparaison du poids à la force de Lorentz, cas d'une vitesse initiale non orthogonale au champ.
  À revoir : Description et paramétrage du mouvement d'un point
• 1ère partie, 1.2 : stabilité de la trajectoire électronique. Petites perturbations de la trajectoire circulaire en coordonnées cylindriques, équations linéarisées et résolution. Stabilité des mouvements radial, orthoradial et axial.
  À revoir : Description et paramétrage du mouvement d'un point, Équations différentielles linéaires du second ordre
• 2ème partie, 2.1 : théorème de Larmor. Accélération de l'électron atomique dans un référentiel tournant, choix du référentiel de Larmor et ordre de grandeur des deux termes pour l'hydrogène. Énoncé du théorème de Larmor.
  À revoir : Description et paramétrage du mouvement d'un point, Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
• 2ème partie, 2.2 : oscillateur harmonique spatial. Électron élastiquement lié au noyau : mouvement plan, énergie potentielle effective, trajectoire. Décomposition du mouvement en une composante rectiligne suivant l'axe et deux mouvements circulaires gauche et droit, en notation complexe.
  À revoir : Équations différentielles linéaires du second ordre, Nombres complexes et trigonométrie
• 2ème partie, 2.3 : changements de fréquence dus à la rotation de Larmor. Effet du champ sur chaque composante du mouvement : composante axiale inchangée, pulsations modifiées des composantes circulaires. Décalages en fréquence et accord avec le théorème de Larmor.
• 2ème partie, 2.4 : conséquence sur les raies d'émission de l'atome. Rayonnement dipolaire et polarisation de l'onde émise. Raies observées perpendiculairement et parallèlement au champ, leurs polarisations et intensités relatives, puis détermination de e/m à partir de la raie rouge du cadmium.
  À revoir : Fonctions usuelles et lecture des graphes

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

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

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