Prepa HelpMines-Ponts 2025 MP Physique 1 : sujet en PDF
Sujet de l'épreuve de Physique 1 du Concours commun Mines-Ponts, France, session 2025, filière MP, en 3 heures. Thème : Impulsion mécanique et mesures optiques : spectre de l'hydrogène et interféromètre de Michelson.
Ce que traite le sujet, partie par partie
- Partie I : impulsion de particules élémentaires. Relation relativiste entre énergie, impulsion et masse, énergie de repos, limite classique et vitesse maximale pour l'électron et le proton, puis énergie du photon dans le visible.
- Partie II : le spectre d'émission des atomes d'hydrogène. Recul d'un atome émetteur et énergie du photon, niveaux quantifiés de l'hydrogène, bornes des longueurs d'onde des séries de raies et domaines spectraux, raies de Balmer.
- Partie III.A : l'interféromètre de Michelson. Montage en lame d'air avec séparatrice et compensatrice, anneaux observés à l'infini, défilement des franges au déplacement du miroir, différence de marche et mesure de la longueur d'onde d'une raie de l'hydrogène avec sa précision.
- Parties III.B et III.C : cohérence spectrale et tubes à hydrogène. Contraste des franges pour une source monochromatique puis pour un doublet de raies d'intensités égales ou inégales, mesure de l'écart du doublet, puis tubes à décharge, fond continu, raies du deutérium et résolution nécessaire pour les séparer.
- Partie IV : l'équation de Klein-Gordon. Ondes de matière planes, vitesses de phase et de groupe selon l'équation de Schrödinger et celle de Klein-Gordon, puis barrière de potentiel, effet tunnel et coefficient de transmission maximal dans le cas relativiste.
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