CNC 2009 TSI Physique I : sujet en PDF
Sujet de l'épreuve de Physique I du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2009, filière TSI. Thème : Lunette astronomique et interférences stellaires par trous d'Young ; principe d'un teslamètre à effet Hall.
À savoir sur cette copie. La dernière page porte « Tournez la page » au lieu de la mention de fin, mais l'énoncé compte bien ses 9 pages.
Ce que traite le sujet, partie par partie
- Problème I (optique), 1re partie : lunette astronomique. Approximation de Gauss, lunette afocale, tracé des rayons et grossissement. Cercle oculaire, position et diamètre. Observation d'une étoile double avec une lentille annexe, taille de l'image et plus petit écart angulaire résolu par une caméra CCD.
- Problème I (optique), 2e partie : interférences par les trous d'Young. Écran à deux trous devant l'objectif : différence de marche, intensité et interfrange dans le plan focal pour une étoile hors axe. Avec une étoile double, sommation des intensités, visibilité en fonction de l'écart des trous et brouillage, qui donne une mesure de la séparation angulaire.
- Problème II (teslamètre), 1re partie : effet Hall classique. Plaquette de semi-conducteur de type N parcourue par un courant dans un champ magnétique. Vitesse des porteurs, champ et tension de Hall, constante de Hall et son unité. Application numérique à l'antimoniure d'indium avec calcul de la densité électronique.
- Problème II (teslamètre), 2e partie : principe d'un teslamètre. Chaîne de mesure à amplificateurs opérationnels supposés parfaits : circuit à résistances fournissant une tension de référence, suiveur, soustracteur à trois amplificateurs et amplificateur à quatre résistances. Expression de la tension de sortie et condition pour qu'elle soit proportionnelle au champ.
Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet
- Optique géométrique et formation des images
- Superposition d'ondes lumineuses, trous d'Young et réseau
- Modèle scalaire des ondes lumineuses
- Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
- Amplificateur linéaire intégré
- Circuits électriques dans l'ARQS
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