Prepa Helpe3a-Polytech 2025 PSI Physique-chimie : sujet en PDF
Sujet de l'épreuve de Physique-chimie du Concours e3a-Polytech, France, session 2025, filière PSI, en 4 heures. Thème : Physique et chimie au service de la médecine : optique de l'œil et chirurgie LASIK, écoulement sanguin, titane biocompatible.
Ce que traite le sujet, partie par partie
- Partie I.1 : étude optique de l'œil. Analogie avec un appareil photographique, modèle lentille et rétine, accommodation, correction d'un œil myope, pouvoir séparateur et limite due à la diffraction par la pupille.
- Partie I.2 : chirurgie LASIK. Onde électromagnétique d'une impulsion laser, vecteur de Poynting et champ comparé au champ atomique, conductivité et relation de dispersion d'un plasma, pulsation de coupure, volume de cornée vaporisé.
- Partie I.3 : mesure de l'épaisseur de la cornée. Ondes ultrasonores dans l'approximation acoustique : compressibilité, équations linéarisées, impédance acoustique, conditions de passage à une interface et principe de la mesure d'épaisseur.
- Partie II : système vasculaire. Débit sanguin et travail fourni par le cœur, écoulement laminaire de Poiseuille dans un vaisseau, débit en fonction de la différence de pression et association des capillaires.
- Partie III : un matériau biocompatible, le titane. Position du titane dans la classification, schémas de Lewis, production par réduction de TiCl4 avec grandeurs standard de réaction, puis diagramme E-pH du titane, stabilité dans l'eau et dismutation.
Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet
- Optique géométrique et formation des images
- Propagation d'un signal
- Premier principe appliqué aux transformations physico-chimiques : grandeurs standard de réaction et effets thermiques
- Second principe : enthalpie libre, potentiel chimique et équilibre chimique
- Diagrammes potentiel-pH
- Oxydoréduction et piles électrochimiques
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