Ce sujet est un questionnaire à choix multiples composé de six parties indépendantes : oscillateurs harmoniques couplés à des ressorts, élargissement d'un faisceau lumineux par un système de lentilles, freinage d'un cadre conducteur par induction électromagnétique, modèle thermodynamique de la troposphère, forces centrales et satellites, et diffraction de neutrons.

1Partie 1 : oscillations de systèmes simplespremière annéeOn détermine la pulsation propre d'une masselotte reliée à deux ressorts selon différentes directions et orientations, horizontales puis verticales.
2Partie 2 : élargissement d'un faisceau de lumière parallèleOn étudie un système de trois lentilles minces qui élargit un faisceau parallèle et on calcule le rapport des diamètres du faisceau.
3Partie 3 : freinage par induction électromagnétiqueOn étudie la chute d'un cadre conducteur pénétrant dans une zone de champ magnétique, la force électromotrice induite, la force de Laplace et l'équation différentielle du mouvement.
4Partie 4 : modèle thermodynamique de la troposphèreOn établit le profil vertical de température et de masse volumique de l'air en supposant les mouvements verticaux isentropiques.
5Partie 5 : forces centralesOn étudie le mouvement d'un corpuscule soumis à une force centrale en 1/r², le moment cinétique, l'énergie mécanique, le vecteur de Runge-Lenz et le cas d'un satellite freiné par l'atmosphère.
6Partie 6 : diffraction de neutronsOn calcule la longueur d'onde de De Broglie de neutrons puis l'angle et la position du premier minimum de diffraction par une fente, et on discute l'aspect probabiliste de l'expérience neutron par neutron.

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Partie 1: Oscillations de quelques systèmes simples

On s'intéresse ici aux oscillations harmoniques d'un système simple constitué d'une masselotte, assimilée à un corpuscule

A

(masse

m

), attachée à deux ressorts identiques (raideur

K

, longueur au repos

l_0

, masse négligeable) par une de leurs extrémités. L'autre extrémité de chaque ressort est fixée à un bâti. En outre, à l'équilibre, la longueur des ressorts est

l_e > l_0

(Figure 1). On cherche la pulsation propre des oscillations d'un tel système dans différentes configurations. Pour toutes les situations considérées dans cet exercice, on néglige les frottements.

Quelle est l'unité SI (Système International des unités) et la dimension physique d'une pulsation propre?
A) Unité: $s^(- 1)$
B) Unité : rad.s $^(- 1)$
C) La dimension physique est celle de l'inverse d'une durée.
D) La dimension physique est celle d'un angle divisé par une durée.
Quelles sont les affirmations exactes:
A) Une pulsation au carré est homogène à une force par unité de masse.
B) Une pulsation au carré est homogène à une force par unité de longueur.
C) Une pulsation au carré est homogène à une force par unité de masse et par unité de longueur.
D) Une pulsation au carré est homogène au produit d'une masse et d'une force par unité de longueur.

Fig. 1 - Oscillateur harmonique dans un plan horizontal Oxy (a) Déplacement longitudinal (b) Déplacement transversal

On déplace $A$ , par rapport à sa position d'équilibre $O$ (prise comme origine des coordonnées cartésiennes $x$ et $y)$ , d'une quantité initiale $x(0)≪l_e$ selon la direction horizontale $Ox$ (Figure 1a) et on l'abandonne sans vitesse initiale. Le mouvement est astreint à demeurer horizontal. On observe alors un mouvement harmonique de pulsation $ω_(0, l)$ . Quelles sont les expressions de $ω_(0, l)$ et de la période $T_0$ des oscillations correspondante?
A) $ω_(0, l) = ((2K)/m)^(1/2)$
B) $ω_(0, l) = ((2m)/K)^(1/2)$
C) $T_0 = 1/(2π)((2K)/m)^(1/2)$
D) $T_0 = 2π(m/(2K))^(1/2)$
On écarte maintenant la masselotte, par rapport à sa position d'équilibre initiale, d'une quantité initiale . $y(0)≪l_e$ dans la direction transversale $Oy$ (Figure 1b), laquelle est, comme la direction $Ox$ , contenue dans le plan horizontal, et on l'abandonne sans vitesse initiale. Le mouvement est astreint à s'effectuer seulement selon cette direction transversale $(Oy)$ . On observe alors, dans la direction $Oy$ seulement, un mouvement harmonique de pulsation propre $ω_(0, t)$ . Quel est le rapport $ω_(0, t)/ω_(0, l)$ ?
A) $(ω_(0, t))/(ω_(0, l)) = 1$
В) $(ω_(0, t))/(ω_(0, l)) = (1 - (l_0)/(l_e))^(1/2)$
C) $(ω_(0, t))/(ω_(0, l)) = (1 - (l_e)/(l_0))^(1/2)$
D) $(ω_(0, t))/(ω_(0, l)) = (1 + (l_0)/(l_e))^(1/2)$
La masselotte précédente et ses deux ressorts sont maintenant disposés verticalement, c'est-à-dire dans la direction du vecteur champ de pesanteur $g$ (Figure 2). Quelle est la nouvelle pulsation propre $ω_(0, l)^'$ des oscillations si, comme précédemment, on écarte $A$ , dans la direction $Oz$ , d'une très petite quantité par rapport à la position d'équilibre (le mouvement est contraint à s'effectuer selon la direction verticale)?

Fig. 2-Oscillateur harmonique vertical

ω_(0, l)^' = ω_(0, l)

ω_(0, l)^' = 2ω_(0, l)

ω_(0, l)^' = ω_(0, l)/2

D) On ne peut rien dire

a

priori.
6. Calculer la longueur des ressorts à l'équilibre si

l_0 = 10 cm, m = 10 g

K = 10 N \cdot m^(- 1)

. La longueur totale entre les deux bâtis est

2l_0

(on néglige la dimension de la masselotte). On prendra pour l'intensité du champ de pesanteur la valeur

g \approx 10 m \cdot s^(- 2)

. Le point

O

est pris comme origine de l'axe vertical ascendant

Oz

. Parmi les réponses proposées,

l_(e, h)

l_(e, b)

désignent, respectivement, les longueurs à l'équilibre du ressort du haut et du ressort du bas.
A)

l_(e, h) = 11 cm

l_(e, b) = 9 cm

l_(e, h) = 10 cm

l_(e, b) = 10 cm

l_(e, h) = 9 cm

l_(e, b) = 11 cm

l_(e, h) = 10, 5 cm

l_(e, b) = 9, 5 cm

Partie 2: Élargissement d'un faisceau de lumière parallèle

Un faisceau de lumière parallèle, modélisé par un cylindre de diamètre

D_i

, passe dans un système optique

S

constitué par trois lentilles minces,

L_1, L_2

L_3

, dans cet ordre. Le faisceau est parallèle à l'axe optique de

S

. Les lentilles ont, respectivement, une distance focale image

f_1 > 0, f_2 < 0

f_3 > 0

; leur centre optique respectif est noté

O_1, O_2

O_3

. A la sortie de

S

, le faisceau est toujours cylindrique, parallèle à l'axe optique, mais de diamètre

D_f

On rappelle que, pour une lentille mince

L

de centre optique

O

et de distance focale image

f

, plongée dans l'air (indice de réfraction

\approx 1

), qui forme l'image ponctuelle

A_i

d'un objet ponctuel

A_o

, la formule de conjugaison de Descartes et le grandissement transversal

G_t

associé sont:

1/(OA_i^-) - 1/(OA_o^-) = 1/f et G_t = (OA_i^-)/(OA_o^-)

Les distances sont algébriques, le sens positif étant celui de la lumière incidente. En outre, dans tout l'exercice, on admet que les conditions de Gauss sont satisfaites.
7. Que peut-on dire de

S

?
A)

S

est convergent
B)

S

est afocal
C)

S

est divergent
D) On ne peut rien dire a priori
8. Parmi les affirmations suivantes, lesquelles sont exactes?
A) On ne pourrait pas élargir le faisceau avec un système optique formé uniquement de

L_1

suivie de

L_2

.
B) Avec le système formé uniquement de

L_1

L_3

, positionnés de sorte que le foyer objet de

L_3

coïncide avec le foyer image de

L_1

, le faisceau sera nécessairement élargi.
C) Avec le système formé de

L_1, L_2

L_3

, on ne peut pas faire un système afocal en plaçant le foyer objet de

L_3

au foyer image de

L_1

.
D) On ne pourrait pas élargir le faisceau incident en utilisant uniquement les lentilles

L_2

L_3

.
9. Quelle relation existe-t-il entre

f_1, f_2, f_3, Δ_1 = O_1 O_2^-

Δ_2 = O_2 O_3^-

?
A)

1/(f_2) - 1/(Δ_1 - f_1) - 1/(Δ_2 - f_3) = 0

1/(f_2) + 1/(Δ_1 - f_1) + 1/(Δ_2 - f_3) = 0

1/(f_2) - 1/(Δ_1 - f_1) + 1/(Δ_2 - f_3) = 0

1/(f_2) + 1/(Δ_1 - f_1) - 1/(Δ_2 - f_3) = 0

10. Déterminer l'expression du rapport

D_f/D_i

(D_f)/(D_i) = (f_3(f_1 - Δ_1))/(f_1(f_3 - Δ_2))

(D_f)/(D_i) = (f_1(f_1 - Δ_1))/(f_3(Δ_2 - f_3))

(D_f)/(D_i) = (f_1 Δ_1)/(f_3 Δ_2)

(D_f)/(D_i) = (f_1 Δ_2)/(f_3 Δ_1)

11. Quelle est l'expression de

f_1

en fonction de

f_2, f_3, Δ_1

et du rapport des diamètres

r_D = D_f/D_i

?
A)

f_1 = f_3((f_2 - Δ_1)/(r_D f_2 + f_3))

f_1 = f_2((f_3 - Δ_1)/(r_D f_2 + f_3))

f_1 = f_3((Δ_1 - f_2)/(r_D f_2 + f_3))

f_1 = f_3((f_2 - Δ_1)/(r_D f_3 - f_2))

12. On donne

Δ_1 = 1, 2 cm, f_2 = - 1 cm

f_3 = 20 cm

. Pour quelle valeur approximative de

f_1

le rapport

D_f/D_i

est-il égal à 10 ?
A)

f_1 = 1, 4 mm

f_1 = 4, 4 mm

f_1 = 4, 4 cm

f_1 = 1, 4 cm

Partie 3: Freinage par induction électromagnétique

Un cadre métallique filiforme

ABCD

, de forme carrée (côté

a

), est abandonné sans vitesse initiale, par rapport au référentiel

R

du laboratoire supposé galiléen, dans le champ de pesanteur terrestre supposé uniforme (on note

g

le vecteur correspondant). On associe à

R

la base cartésienne orthonormée

{O, e_x, e_y, e_z}

où

e_x, e_y

e_z

sont trois vecteurs unitaires portés, respectivement, par les axes

Ox, Oy

Oz

. Le vecteur

e_z

désigne le sens de la verticale descendante. Au cours de sa chute, ce cadre pénètre soudainement, à un instant pris comme origine du temps, dans une région, supposée illimitée, de l'espace (

z > 0

) où règne un champ magnétique

B_a = - B_a e_y

(

B_a > 0

) uniforme et stationnaire (Figure 3). Dans cet exercice, on désignera par

z_A

la cote du point

A

. On considère en outre que l'inductance propre du cadre est négligeable.

Fig. 3 - Cadre métallique pénétrant dans une région à champ magnétique constant et stationnaire

On oriente le cadre dans le sens trigonométrique (voir Figure 3 ). On note $t_1$ l'instant à partir duquel le cadre se trouve entièrement immergé dans la région $z > 0$ . Quelle est l'expression de la tension électromotrice (ou force électromotrice) $e(t)$ induite au cours de la chute du cadre?
A) $e(t) = 0$ si $t < 0, e(t) = - aB_a z˙_A$ si $0 < t < t_1$ et $e(t) = 0$ si $t \geq t_1$
B) $e(t) = 0$ si $t < 0, e(t) = aB_a z˙_A$ si $0 < t < t_1$ et $e(t) = 0$ si $t \geq t_1$
C) $e(t) = 0$ si $t < 0, e(t) = - aB_a z˙_A$ si $t > 0$
D) $e(t) = 0$ si $t < 0, e(t) = aB_a z˙_A$ si $t > 0$
Le cadre métallique présente une résistance $R_c$ . Déterminer l'expression de la force de Laplace $F_L$ à laquelle est soumis le cadre.
A) $F_L(t) = 0$ si $t < 0$ et $F_L(t) = (a^2 B_a^2 z˙_A)/(R_c)e_z$ si $t > 0$ et $F_L(t) = 0$ si $t \geq t_1$
B) $F_L(t) = 0$ si $t < 0$ et $F_L(t) = - (4a^2 B_a^2 z˙_A)/(R_c)e_z$ si $t > 0$ et $F_L(t) = 0$ si $t \geq t_1$
C) $F_L(t) = 0$ si $t < 0, F_L(t) = - (a^2 B_a^2 z˙_A)/(R_c)e_z$ si $0 < t < t_1$ et $F_L(t) = 0$ si $t \geq t_1$
D) $F_L(t) = 0$ si $t < 0, F_L(t) = - (aB_a^2 z˙_A)/(R_c)e_z$ si $0 < t < t_1$ et $F_L(t) = 0$ si $t \geq t_1$
Établir, par rapport à $R$ , l'équation différentielle du mouvement de $A$ , le cadre étant supposé être en translation rectiligne, au cours de sa chute pour les instants compris entre l'instant initial et $t_1$ .
A) $z¨_A + (z˙_A)/τ = - g$ avec $τ = (mR_c)/(B_a a^2)$
B) $z¨_A + (z˙_A)/τ = g$ avec $τ = (mR_c)/(B_a^2 a^2)$
C) $z¨_A + (z˙_A)/τ = - g$ avec $τ = (B_a^2 a^2)/(mR_c)$
D) $z¨_A + (z˙_A)/τ = g$ avec $τ = (B_a^2 a^2)/(mR_c)$
Calculer $τ$ si $B_a = 1 T, a = 5 cm, m = 0, 1 kg$ et $R_c = 10Ω$ .
A) $τ = 4 s$
B) $τ = 400 s$
C) $τ = 4min$
D) $τ = 1 min$
Déduire de la question précédente la loi d'évolution de la vitesse $z˙_A(t)$ sachant que la vitesse initiale est $z˙_A(0) = v_0$ .
A) $z˙_A(t) = (v_0 - gτ)exp(- t/τ) + gτ$
B) $z˙_A(t) = v_0 exp(- t/τ) + gτ$
C) $z˙_A(t) = (v_0 + gτ)exp(- t/τ) + gτ$
D) $z˙_A(t) = v_0 exp(- t/τ)$
On considère désormais le dispositif de la figure 4. Le cadre $ABCD$ présente un interrupteur $K$ qui permet de modifier le circuit fermé dans lequel pourrait circuler un éventuel courant induit: si $K$ est en position 1 (point $K_1$ ), le circuit fermé est la spire rectangulaire $AMK_1 D$ ; si $K$ est en position 2 (point $K_2$ ), le circuit fermé est la spire rectangulaire $ABCD$ . Que peut-on dire sur $e(t)$ si on maintient le cadre immobile et on commute soudainement $K$ de la position 1 à la position 2 ? Ici encore, le cadre est orienté dans le sens trigonométrique.

Fig. 4 - Cadre métallique présentant un interrupteur

K

e(t) < 0

e(t) = 0

e(t) > 0

D) On ne peut rien dire

a

priori

Partie 4: Modèle thermodynamique de la troposphère terrestre

La troposphère est la couche d'atmosphère comprise entre le sol et une altitude moyenne d'environ 10 km sous les latitudes européennes. On s'intéresse au profil vertical de la température

T(z), z

étant la coordonnée verticale ascendante dont l'origine est située au niveau du sol. On assimile l'air troposphérique à un gaz parfait de masse molaire

M_a = 29 g \cdot mol^(- 1)

et de masse volumique

ρ(z)

. On note

γ

le rapport

C_p/C_v

des capacités thermiques du gaz à pression et volume constants respectivement

C_p

C_v

. En outre,

R \approx 8 J.K^(- 1).mol^(- 1)

désigne la constante des gaz parfaits. Dans l'exercice, on négligera la variation avec

z

du champ de pesanteur

g

dont la valeur sera prise à

10 m \cdot s^(- 2)

. La pression est notée

p

; sa valeur au niveau du sol est

10^5 Pa

.
19. Donner l'équation d'état d'une masse d'air en faisant apparaître explicitement sa masse volumique

ρ

.
A)

p = ρ/(M_a)RT

p = ρRT

p = (M_a)/ρRT

p = ρM_a RT

20. Sachant que les mouvements verticaux des masses d'air sont des transformations thermodynamiques isentropiques, quelle relation vérifient la température

T

et la pression

p

d'une masse d'air identifiée lorsque celle-ci évolue verticalement?
A)

p^γ T = Cte

p^(1 - γ)T^γ = Cte

pT^(1 - γ) = Cte

p^γ T^(1 - γ) = Cte

21. Quelle équation relie les variations avec

z

de la température et de la pression, respectivement

dT/dz

dp/dz

, pour une masse d'air identifiée?
A)

(dT)/(dz) = (1 - γ)/γ(M_a)/(ρR)(dp)/(dz)

(dT)/(dz) = (γ - 1)/γ(ρR)/(M_a)(dp)/(dz)

(dT)/(dz) = γ/(γ - 1)(M_a)/(ρR)(dp)/(dz)

(dT)/(dz) = (γ - 1)/γ(M_a)/(ρR)(dp)/(dz)

22. On admet que

dp/dz = - ρg

. Déterminer la fonction

T(z)

. Parmi les réponses proposées,

T_0

désigne la température au sol

(z = 0)

.
A)

T(z) = T_0(1 - z/H)

avec

H = (γRT_0)/((1 - γ)M_a g)

T(z) = T_0(1 + z/H)

avec

H = (γRT_0)/((1 - γ)M_a g)

T(z) = T_0(1 - z/H)

avec

H = (γRT_0)/((γ - 1)M_a g)

T(z) = T_0(1 - z/H)

avec

H = ((γ - 1)RT_0)/(M_a g)

23. Le profil vertical de la masse volumique s'écrit:

ρ(z) = ρ_0(1 - z/H)^α

où

α

est un facteur et

ρ_0

la masse volumique au niveau du sol. Exprimer

α

.
A)

α = 1

α = γ^(- 1)

α = (1 - γ)^(- 1)

α = (γ - 1)^(- 1)

24. Donner les valeurs approximatives de

dT/dz

H

γ = 1, 4

T_0 = 290 K

.
A)

(dT)/(dz) \approx - 10 K.km^(- 1)

(dT)/(dz) \approx - 10 K \cdot m^(- 1)

H \approx 10 km

H \approx 30 km

Partie 5: Quelques aspects des forces centrales

On considère un corpuscule

A

(masse

m

) soumis à une force centrale attractive caractérisée par une énergie potentielle

E_p(r), r

étant la distance de

A

au centre attracteur

C

. Ce dernier est l'origine d'un référentiel

R

supposé galiléen. La force s'écrit:

ù F = - K/(r^2)e_r où e_r = (CA)/(‖CA‖)

est le vecteur unitaire radial et

K

est une constante positive.
25. Quelle est la forme de

E_p(r)

si son origine est prise pour

A

C

infiniment éloignés l'un de l'autre?
A)

E_p(r) = - Kr^(- 2)

E_p(r) = - Kr^(- 1)

E_p(r) = Kr^(- 1)/2

E_p(r) = Kr^(- 2)

26. On note

L

le moment cinétique, dans

R

, de

A

au point

C

. Que peut-on dire de l'évolution temporelle de

L

au cours du mouvement de

A

?
A) Le vecteur

L

change de direction mais sa norme est constante.
B) Le vecteur

L

ne change pas de direction et sa norme varie.
C)

L

est une constante vectorielle.
D) La norme et la direction de

L

ne sont pas constantes.
27. Quelle est l'expression de l'énergie mécanique

E_m

A

?
A)

E_m = 1/2mr˙^2 + (L^2)/(2mr^2) - K/r

E_m = 1/2mr˙^2 + L/(2mr^2) - K/r

E_m = 1/2mr˙^2 + (L^2)/(2mr^2) + K/(2r)

E_m = 1/2mr˙^2 - (L^2)/(2mr^2) - K/r

28. Parmi les assertions suivantes relatives au vecteur

Λ = p \times L - mKe_r

, où

p

est la quantité de mouvement de

A

, dans

R

, lesquelles sont exactes?
A)

(dΛ)/(dt) = 0

Λ \cdot L = 0

Λ \cdot L > 0

(dΛ)/(dt) < 0

29. Le corpuscule

A

est un satellite qui effectue des révolutions circulaires, de rayon

R_A

, autour du centre

C

de la Terre. Quelle est la norme

v_A

de la vitesse de

A

et quelle égalité relie son énergie cinétique et son énergie potentielle?
A)

v_A = (K/(mR_A))^(1/2)

v_A = (K/(mR_A))^2

E_k = (E_p)/2

E_k = - (E_p)/2

30. Le satellite rentre dans l'atmosphère terrestre et est alors soumis à une force de frottement. Identifier les affirmations exactes.
A) En moyenne sur une révolution, le satellite ralentit.
B) Le vecteur représentant la force de frottement est de sens opposé au vecteur vitesse de

A

.
C) La norme de l'accélération du satellite augmente au cours du temps.
D) Le moment cinétique de

A

est toujours une constante vectorielle.

Partie 6: Diffraction de neutrons

Dans l'expérience de Zeilinger menée au laboratoire Laue-Langevin de Grenoble en 1988, on envoie des neutrons (masse

m_n \approx 1, 7 \times 10^(- 27) kg

) sur une fente de largeur

ε = 90μ m

. Le plan de la fente est perpendiculaire à la direction (axe

Oz

) des neutrons (cf. Figure 5). Les neutrons envoyés ont une vitesse

v_n = 0, 2 km \cdot s^(- 1)

. On rappelle la valeur approximative de la constante de Planck,

h \approx 6, 6 \times 10^(- 34)SI

. On néglige l'influence du champ de pesanteur terrestre.

Fig. 5

Quelle(s) unité(s), dans le Système International, peut-on attribuer à $h$ ?
A) Joule par seconde ( $J.s^(- 1)$ )
B) Joule seconde (J.s)
C) Joule (J)
D) Kilogramme mètre carré par seconde $(kg \cdot m^2 \cdot s^(- 1))$
Donner la valeur de la longueur d'onde de De Broglie $λ_(DB)$ d'un neutron?
A) $λ_(DB) \approx 2 nm$
B) $λ_(DB) \approx 200 nm$
C) $λ_(DB) \approx 2μ m$
D) $λ_(DB) \approx 20 nm$
On place un écran derrière la fente, parallèlement à son plan (voir Figure 5), à une distance $d = 5 m$ . Pour cette valeur, on admet qu'on se trouve, avec une excellente approximation, dans une situation de diffraction à l'infini. Cette diffraction s'effectue selon la direction $Oy$ . Quelle est l'expression de l'échelle angulaire $θ$ caractérisant cette expérience de diffraction de neutrons?
A) $sinθ \approx (λ_(DB))/ε$
B) $sinθ \approx ε/(λ_(DB))$
C) $sinθ \approx (λ_(DB))/d$
D) $sinθ \approx d/(λ_(DB))$
Calculer la valeur de $θ$ . On exprimera cette valeur en secondes d'arc ('').
A) $θ = 4 \times 10^(- 3'')$
B) $θ = 4 \times 10^(- 2'')$
C) $θ = 4 \times 10^(- 1'')$
D) $θ = 4^('')$
La valeur précédente de $θ$ correspond au premier minimum de la figure de diffraction observée sur l'écran. Quelle est la position $y_1 > 0$ de ce premier minimum?
A) $y_1 \approx 100 nm$
B) $y_1 \approx 1μ m$
C) $y_1 \approx 10μ m$
D) $y_1 \approx 100μ m$
On reprend maintenant cette expérience de comptage de neutrons de la façon suivante: au lieu d'envoyer un très grand nombre $(N≫1)$ de neutrons en une seule fois sur une durée très brève, on réalise une expérience de diffraction neutron par neutron. Précisément, on envoie de façon répétée ( $N≫1$ fois), avec une période de répétition $T_r$ suffisamment élevée, un neutron. À chaque répétition, le neutron envoyé est indépendant de celui envoyé juste avant.
La figure 6, qui est le résultat d'une simulation numérique reproduisant cette expérience de diffraction, montre l'évolution de la distribution des impacts des neutrons sur l'écran pour quatre valeurs de $N$ . Donner les affirmations exactes parmi celles proposées ci-dessous.

Fig. 6 - Distribution des impacts des neutrons sur l'écran

A) La position d'un seul impact est complètement imprédictible et, au fur et à mesure que l'on envoie des neutrons indépendants, on reconstruit progressivement la figure de diffraction attendue.
B) Si la source qui émet les neutrons un par un se trouve à 5 m de la fente diffractante, il est indispensable d'avoir

T_r > 50 ms

pour être sûr de réaliser une expérience neutron par neutron.
C) Cette expérience ne donnerait pas des résultats analogues si elle était réalisée avec de la lumière.
D) La position d'un seul impact n'est pas complètement imprédictible.

Questions fréquentes

4 questions

Sur quels chapitres porte ce QCM de physique MPSI 2021 ?

Il balaie six thèmes indépendants : oscillateurs harmoniques, optique géométrique, induction électromagnétique, thermodynamique de l'atmosphère, forces centrales et diffraction de neutrons.

Quelles parties sont indépendantes dans ce sujet ?

Les six parties du QCM sont indépendantes les unes des autres et peuvent être traitées dans n'importe quel ordre.

Ce sujet est-il faisable en première année ?

La partie 1 sur les oscillateurs harmoniques couplés à des ressorts mobilise des notions de première année ; les autres parties (induction, forces centrales, physique quantique) relèvent plutôt du programme de deuxième année.

Quel est le format de ce sujet de physique ENAC ?

C'est un questionnaire à choix multiples (QCM) où chaque question propose plusieurs affirmations parmi lesquelles il faut identifier celles qui sont exactes.

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