Prepa HelpMines-Ponts 2025 MPI Physique 1 : sujet en PDF
Sujet de l'épreuve de Physique 1 du Concours commun Mines-Ponts, France, session 2025, filière MPI, en 3 heures. Thème : Impulsion mécanique et mesures optiques : spectre de l'hydrogène, interféromètre de Michelson et équation de Klein-Gordon.
Ce que traite le sujet, partie par partie
- Partie I : impulsion de particules élémentaires. Relation entre énergie, impulsion et masse, énergie de repos, limite classique et vitesses correspondantes, énergie d'un photon dans le visible.
- Partie II : le spectre d'émission des atomes d'hydrogène. Recul de l'atome lors de l'émission, niveaux d'énergie quantifiés, longueurs d'onde limites des séries et domaines spectraux, raies de Balmer.
- Partie III.A : l'interféromètre de Michelson. Face traitée de la séparatrice, anneaux observés à l'infini, défilement de franges, différence de marche et mesure d'une longueur d'onde avec son incertitude.
- Partie III.B et III.C : cohérence spectrale et tubes à hydrogène. Intensité pour une source monochromatique puis pour un doublet d'intensités égales ou différentes, facteur de contraste, puis lampes à décharge, fond continu et séparation des raies de l'hydrogène et du deutérium.
- Partie IV : l'équation de Klein-Gordon. Ondes de matière planes, vitesses de phase et de groupe pour les équations de Schrödinger et de Klein-Gordon, barrière de potentiel, effet tunnel et coefficient de transmission maximal.
Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet
- Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur
- Interféromètre de Michelson
- Mesures et incertitudes
- Modèle scalaire des ondes lumineuses
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