CNC 2006 TSI Physique II : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique II du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2006, filière TSI, en 4 heures. Thème : Indice de réfraction de l'air : mesure à l'interféromètre de Michelson et modèle de l'électron élastiquement lié.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• 1re partie : réfraction atmosphérique. Atmosphère plane d'indice uniforme : déviation d'un rayon venu d'une étoile, exprimée par la loi de la réfraction et un développement limité. Valeurs en minutes d'arc pour plusieurs incidences, cas de l'incidence rasante et coloration des étoiles à l'horizon.
  À revoir : Optique géométrique et formation des images, Calcul infinitésimal du physicien : dérivées et différentielles
• 2e partie : interférences à deux ondes. Comparaison du Michelson modélisé et de l'appareil réel. Équation de propagation déduite des équations de Maxwell, approximation scalaire, ondes planes et ondes sphériques, avec les montages optiques qui les réalisent.
  À revoir : Modèle scalaire des ondes lumineuses, Optique géométrique et formation des images
• 3e partie, 3.1 : étude de la figure d'interférence. Laser He-Ne et oculaire de microscope formant une source ponctuelle, sources secondaires images par la séparatrice et les miroirs. Différence de marche, intensité, ordre d'interférence et anneaux sur un écran, avec leurs rayons et l'ordre fractionnaire au centre. Exploitation de l'enregistrement d'une barrette CCD et vérification graphique de la loi des rayons.
  À revoir : Modèle scalaire des ondes lumineuses, Superposition d'ondes lumineuses, trous d'Young et réseau, Fonctions usuelles et lecture des graphes
• 3e partie, 3.2 : indice de réfraction de l'air. Cuve hermétique placée dans un bras : nouvelle différence de marche, défilement des anneaux quand la pression augmente et expression de l'indice en fonction du nombre de franges. Lecture d'interférogrammes pour plusieurs dépressions, tracé du nombre de franges en fonction de la pression et extrapolation jusqu'au vide pour obtenir n - 1.
  À revoir : Modèle scalaire des ondes lumineuses, Fonctions usuelles et lecture des graphes, Mesures et incertitudes
• 4e partie : modèle de variation d'indice. Onde plane transverse agissant sur un électron élastiquement lié et amorti. Équation du mouvement, déplacement en régime forcé, moment dipolaire et polarisation, puis indice complexe. Dans le visible et pour un gaz parfait, on retrouve la loi de Gladstone reliant l'indice à la pression et à la température.
  À revoir : Équations différentielles linéaires du second ordre, Régime sinusoïdal forcé

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Optique géométrique et formation des images
• Calcul infinitésimal du physicien : dérivées et différentielles
• Modèle scalaire des ondes lumineuses
• Superposition d'ondes lumineuses, trous d'Young et réseau
• Fonctions usuelles et lecture des graphes
• Mesures et incertitudes
• Équations différentielles linéaires du second ordre
• Régime sinusoïdal forcé

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