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Epreuve Orale 7120

Informations de classement de l'épreuve

Année : 2022

Filière : MP

Concours : Banque Mines-Ponts

Matière(s) concernée(s) : Physique

Type(s) de sujet(s) : Exercice - Question de cours

Mots-clés relatifs au contenu de l'épreuve : Conducteur ohmique - Diffusion thermique - Effet de peau - Electromagnétisme - Optique ondulatoire - Thermodynamique - Trous d'Young

Détails sur l'épreuve Sources

Énoncé(s) donné(s)

Question de cours : (15 minutes pour préparer l'exposé)

Propogation d'une onde électromagnétique dans un conducteur ohmique, effet de peau.

Exercice 1 : (Non préparé)

On considère un plan opaque percé de deux trous $A,B$ avec $AB = a = 1$ $cm$, éclairé en incidence normale par un rayonnement monochromatique de longueur d'onde $\lambda = 600$ $nm$. Les rayons diffractés par chacun des trous couvrent un cône d'ouverture angulaire $\theta = 10^{-2}$ $rad$.

Le plan correspond au plan focal objet d'une lentille convergente ($f' = 1$ $m$) avec $F$ le milieu de $[AB]$. 

  1. (Il y avait un schéma avec les cônes de rayons diffractés tracés jusqu'à la lentille) Compléter le schéma. 
  2. Décrire les phénomènes observés.
  3. En notant $AB = a\vec{u_y}$, on considère un fluide qui se déplace à une vitesse constante $\vec v = v \vec{u_y}$ proche de $F'$ et parallèlement à l'axe formé par les trous. Une particule dans le fluide ré-émet une fraction $\alpha $ du rayonnement reçu. Un détecteur reçoit de cette particule un signal périodique de fréquence $f = 1$ $kHz$. En déduire $v$.

Question intermédiaire (entre la 2 et la 3) : Démontrer l'expression de la différence de marche entre deux rayons issus de $A$ et $B$ convergent dans le plan focal image de la lentille.

Exercice 2 :

On considère un barreau solide de paramètres $\mu $, $c$, de section $s$ et de longueur $L$, en contact parfait avec deux thermostats ($T_1$ et $T_2$) sur les faces planes. La face courbe du barreau est calorifugée.

A $t = 0$, on sépare les thermostats du barreau. On néglige en outre les transferts thermiques entre le barreau et l'extérieur par les faces planes ensuite.

  1. Quelle est la loi de la température du barreau à $t = 0$ ? Quelle est sa température finale ?
  2. Calculer la variation d'entropie du barreau au cours de l'expérience.

On donne l'entropie d'une phase condensée idéale de capacité thermique $C$ à la température $T$ : $S = Cln(T) + cste$.

Indication(s) fournie(s) par l'examinateur pendant l'épreuve

Exercice 1 :

  • Pour la question 2, on peut calculer (pour un écran placé dans le plan focal image de la lentille) la largeur de la zone dans laquelle les interférences sont observables.
  • Décrire le phénomène qui se produit à la question 3 de l'exercice 1 pour identifier les paramètres qui sont vraiment utiles.

Exercice 2 :

  • Pour la question 1, raisonner sur l'évolution d'e l'énergie interne dans le barreau (qui, on le rappelle, n'est soumis à aucun champ).
  • La question 2 est très calculatoire. Il est judicieux d'évaluer cette variation sur une tranche d'épaisseur infinitésimale du barreau d'abord.

Commentaires divers

L'examinatrice (très bienveillante) ne m'a pas posé de question après mon exposé sur la question du cours (sauf une petite erreur de calcul vite corrigée...).

Elle me laissait réfléchir quand j'en avais besoin, même si cela faisait un blanc.

Commentaires

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