Sciences physiques en MPSI2 à LLG 2024-2025

Table des matières

1. Informations
- 1.1. PAD pour les Travaux dirigés
- 1.2. Ponctuelles
2. Programme de colles
3. Cahier de textes
4. Documents
5. Liens
- 5.1. Simulations
- 5.2. Programme officiel de la filière MPSI

Ce site rassemble principalement les documents distribués en cours. Merci de me signaler (j dot cubizolles at ac tiret paris dot fr) toute omission ou coquille que vous y constateriez.

1. Informations

1.1. PAD pour les Travaux dirigés

Les inscriptions pour les présentations d'exercices en TD sont sur ce PAD accessible depuis l'ENT dans l'application PAD.

1.2. Ponctuelles

2. Programme de colles

2.1. Semaine 3 du 9/10

2.1.1. Pas de changement sur l'optique

2.1.2. Circuits électriques dans l'ARQS

Capacités exigibles
1. Charge électrique, intensité du courant. Potentiel, référence de potentiel, tension. Puissance.
  - [ ] Justifier que l’utilisation de grandeurs électriques continues est compatible avec la quantification de la charge électrique.
  - [ ] Exprimer l’intensité du courant électrique en termes de débit de charge.
  - [ ] Exprimer la condition d’application de l’ARQS en fonction de la taille du circuit et de la fréquence. Relier la loi des nœuds au postulat de la conservation de la charge.
  - [ ] Utiliser la loi des mailles.
  - [ ] Algébriser les grandeurs électriques et utiliser les conventions récepteur et générateur.
  - [ ] Citer les ordres de grandeur des intensités et des tensions dans différents domaines d’application.
2. Dipôles: résistances, condensateurs, bobines, sources décrites par un modèle linéaire.
  - [ ] Utiliser les relations entre l’intensité et la tension.
  - [ ] Citer des ordres de grandeurs des composants R, L, C.
  - [ ] Exprimer la puissance dissipée par effet Joule dans une résistance.
  - [ ] Exprimer l’énergie stockée dans un condensateur ou une bobine.
  - [ ] Modéliser une source en utilisant la représentation de Thévenin.
3. Association de deux résistances.
  - [ ] Remplacer une association série ou parallèle de deux résistances par une résistance équivalente.
  - [ ] Établir et exploiter les relations des diviseurs de tension ou de courant.
Questions de cours:
- puissance d'un résistor, condensateur, bobine
- équivalence des représentations de Thévenin et Norton
- détermination du point de fonctionnement d'un circuit à 1 maille et 2 dipôles
- énoncer l'approximation des régimes quasi stationnaires et vérifier quantitativement sa validité
- théorème de superposition
- établir les expressions des ponts diviseurs de tension/courant

2.2. Semaine 2 du 02/10

2.2.1. Optique géométrique

Formation des images : capacités exigibles
1. Modèle de l’optique géométrique
  - Modèle de l’optique géométrique
  - Notion de rayon lumineux
  - Indice d’un milieu transparent.
  - [ ] Indiquer les limites du modèle de l’optique géométrique.
  - [ ] Définir le modèle de l’optique géométrique.
  - Réflexion, réfraction. Lois de Snell-Descartes.
  - [ ] Établir la condition de réflexion totale.
2. Conditions de l’approximation de Gauss et applications
  - Stigmatisme
  - Miroir plan
    - [ ] Construire l’image d’un objet par un miroir plan
  - Conditions de l’approximation de Gauss.
    - [ ] Énoncer les conditions de l’approximation de Gauss et ses conséquences.
    - [ ] Relier le stigmatisme approché aux caractéristiques d’un détecteur.
  - Lentilles minces dans l’approximation de Gauss.
    - [ ] Définir les propriétés du centre optique, des foyers principaux et secondaires, de la distance focale, de la vergence.
    - [ ] Construire l’image d’un objet situé à distance finie ou infinie à l’aide de rayons lumineux, identifier sa nature réelle ou virtuelle.
    - [ ] Exploiter les formules de conjugaison et de grandissement transversal de Descartes et de Newton.
    - [ ] Établir et utiliser la condition de formation de l’image réelle d’un objet réel par une lentille convergente.
3. Modèles de quelques dispositifs optiques
  - L’œil.
    - Punctum proximum, punctum remotum.
      
      [ ] Modéliser l’œil comme l’association d’une lentille de vergence variable et d’un capteur plan fixe.
      
      [ ] Citer les ordres de grandeur de la limite de résolution angulaire et de la plage d’accommodation.
  - L’appareil photographique.
    - [ ] Modéliser l’appareil photographique comme l’association d’une lentille et d’un capteur.
    - [ ] Construire géométriquement la profondeur de champ pour un réglage donné.
    - [ ] Étudier l’influence de la focale, de la durée d’exposition, du diaphragme sur la formation de l’image.
  - La fibre optique à saut d’indice.
    - [ ] Établir les expressions du cône d’acceptance et de la dispersion intermodale d’une fibre à saut d’indice.
Questions de cours
liste non exhaustive, tout(e) exemple/démonstration du cours est exigible:
- réflexion totale
- cône d'admission et dispersion intermodale d'une fibre optique à saut d'indice
- formules du prisme et déviation minimale
- équation différentielle de la trajectoire dans un milieu d'indice non uniforme
- stigmatisme du miroir plan
- construction des images optiques par lentille mince convergente/divergente
- marche d'un rayon quelconque
- relations de conjugaison/grandissement de Newton, dont on déduit le grandissement de Descartes
- caractère réel/virtuel, caractéristiques du grandissement selon les zones des lentilles minces
- grossissement d'une lunette astronomique
- profondeur de champ d'un appareil photographique

2.3. Semaine 1 du 23/09

2.3.1. Optique géométrique

Formation des images : capacités exigibles
1. Modèle de l’optique géométrique
  - Modèle de l’optique géométrique
  - Notion de rayon lumineux
  - Indice d’un milieu transparent.
  - [ ] Indiquer les limites du modèle de l’optique géométrique.
  - [ ] Définir le modèle de l’optique géométrique.
  - Réflexion, réfraction. Lois de Snell-Descartes.
  - [ ] Établir la condition de réflexion totale.
2. Conditions de l’approximation de Gauss et applications
  - Stigmatisme
  - Miroir plan
    - [ ] Construire l’image d’un objet par un miroir plan
  - Conditions de l’approximation de Gauss.
    - [ ] Énoncer les conditions de l’approximation de Gauss et ses conséquences.
    - [ ] Relier le stigmatisme approché aux caractéristiques d’un détecteur.
  - Lentilles minces dans l’approximation de Gauss.
    - [ ] Définir les propriétés du centre optique, des foyers principaux et secondaires, de la distance focale, de la vergence.
    - [ ] Construire l’image d’un objet situé à distance finie ou infinie à l’aide de rayons lumineux, identifier sa nature réelle ou virtuelle.
    - [ ] Exploiter les formules de conjugaison et de grandissement transversal de Descartes et de Newton.
    - [ ] Établir et utiliser la condition de formation de l’image réelle d’un objet réel par une lentille convergente.
Questions de cours
liste non exhaustive, toute exemple/démonstration du cours est exigible:
- réflexion totale
- cône d'admission et dispersion intermodale d'une fibre optique à saut d'indice
- formules du prisme et déviation minimale
- équation différentielle de la trajectoire dans un milieu d'indice non uniforme
- stigmatisme du miroir plan
- construction des images optiques par lentille mince convergente/divergente
- marche d'un rayon quelconque
- relations de conjugaison/grandissement de Newton, dont on déduit le grandissement de Descartes
- caractère réel/virtuel, caractéristiques du grandissement selon les zones des lentilles minces