Exos sympa sup/spé[bis] & Muscler son sens Physique !

Sommaire

Optique

Thermodynamique

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Mécanique

Électromagnétisme

Pour commencer voici une petite question simple d’optique :

Pourquoi utilise t’on une lame semi-réfléchissante dans un Michelson ?

Pour avoir un contraste de 1.

C’est une très bonne idée :slight_smile:

Pour avoir un contraste de 1.
Non.

et je réponds pour lancer le « jeu » :slight_smile:

C’est parce que le Michelson est un dispositif interférentiel à division d’amplitude. En clair, on prend un faisceau, on le fait passer dans une lame semi réfléchissante (on appelle ça un « beam splitter » en anglais et je trouve qu’on voit alors exactement de quoi on parle). Une partie de l’énergie du faisceau part dans une direction et le reste dans un autre. Ensuite, grace à un jeu de miroirs, on fait en sorte que les deux faisceaux se rencontrent et ça interfère.

Maintenant ma question est : A quoi ça sert de découper un faisceau en deux pour ensuite les faire se renconter et interférer? (je ne veux pas de formule ni qu’on me dise que ça sert à observer des interféres hein :wink:…non non…je veux qu’on me dise à quoi ça rime de faire ça (historiquement,Michelson a inventé ce truc pour vérifier qqch et ça a marché…mais c’était plus que un plan théorique…alors que le Michelson a des applications très pratiques…et c’est ça que je vous demande)).
La réponse tiens en une phrase ou deux.

En voilà une :
Est-il plus difficile de gonfler les ballons en baudruche allongés ou ceux qui sont ronds ? Pourquoi ?

fakbill a écrit:

Une partie de l’énergie du faisceau part dans une direction et le reste dans un autre.
Justement, la question était, pourquoi on en fait passer la moitié d’un coté et l’autre moitié de l’autre :wink: (c’est pour ça que j’avais mis en valeur le semi) et pas, par ex, 1/4 d’un coté et 3/4 de l’autre.

Justement, la question était, pourquoi on en fait passer la moitié d’un coté et l’autre moitié de l’autre :wink: (c’est pour ça que j’avais mis en valeur le semi) et pas, par ex, 1/4 d’un coté et 3/4 de l’autre.
Bah oui, et en quoi ma réponse est fausse alors?

Ryuzaki et darktaupin : semi réfléchissant ça ne veut forcément pas dire 50/50…enfin peut être en prépa mais si on dit « une lame semi réfléchissante » à un opticien, il ne va jamais supposer que ça doit être 50/50.
Pensez à un semi-conducteur : ce n’est pas un machin « 50% conducteur » :wink:

Si on suppose qu’en prépa on pense que « semi réfléchissant » == « 50/50 » alors la répnose sur le contraste=1 est vraie mais n’a pas grand chose à voir avec du sens physique :wink:

Cela permet effectivement de maximiser la luminosité.

Outre les questions de Fakbill et d’optimath, voici une question qui a été (il parait) posée en fin d’oral :

On dispose d’un fil de cuivre de longueur 1 m et de section 1 mm²
Comment réaliser un condensateur ? Une bobine ? Une antenne de réception ? Donner à chaque fois les caractéristiques de l’objet ainsi fabriqué.
Edit : A fakbill, le « semi » m’a en effet été défini comme 50/50 de chaque coté ^^

optimath : heu c’est un peu délicat…la réponse du caoutchouc tout ça.
Si on prend un balon « avec oreilles », on constate que la partie ronde va se gonfler en premier et qu’après c’est dur ce gonfler les oreilles car la partie sphérique grossit plus facilement que les oreilles car le retour élastique du caoutchouc est moins fort…mais ça ne répond pas exactement à la question :grin:

Alors :
Pour la bobine bon ben…voila quoi.
Pour le condo, je coupe le fil en deux et avec chaque bout je fais une sorte de grillage très serré sur disons moins de 1cm²…ça fera un peut comme les deux plaques d’un condo plan…mais ça va avoir une capa merdique au possible. Sinon juste deux bouts de fils rectilignes et // ça fait aussi une capa…mais également ridicule (ce qui compte c’est la surface (et la distance mais bon la distance on peut jouer dessus)).

une antenne? bah je regarde mon antenne dvbt d’intérieur là…et c’est juste un bout de fil…après je ne sais pas ce qu’on apprend à calculer comme antenne en prépa.
On peut probablement dire que « ça dépend de la longueur d’onde » et que donc avec un metre de fil on a avoir du mal à faire une bonne antenne « grandes ondes » (mais qui écoute encore les grandes ondes? :grin: )

En fait cet exo ne demande pas vraiment de sens physique si??
Les calculs des caractéristique on s’en tape. Ce n’est pas du sens physique.
Une bobine bon ben…
Une capa ok il faut avoir compris que c’est deux conducteur l’un en face de l’autre séparés par un isolant.
Une antenne…ça dépend du programme de prépa…

darktaupin : Soit. ton semi == 50/50. « Personne » ne prend cette convention mais soit.
Cependant crois tu qu’elle peut être 50/50 sur tout le spectre visible?

Les « calculs » c’est juste pour remarquer que la capacité est très faible, l’inductance aussi.

Pour l’antenne, on peut faire un cercle (inductance), on en coupe un bout (petit), on écarte légèrement. Ca donne un circuit oscillant dont la fréquence caractéristique est de l’ordre du GHz (antenne haute fréquence)

fakbill a écrit:

darktaupin : Soit. ton semi == 50/50. « Personne » ne prend cette convention mais soit.
Cependant crois tu qu’elle peut être 50/50 sur tout le spectre visible?
Non bien sur. Je n’ai juste aucune idée de comment on la fabrique, ni même de quel matériaux elle est constitué. Mais a priori je pense qu’il est possible de faire une lame qui fasse du 50/50 dans le domaie du visible par ex.

Après pour la convention 50/50, je pense que ça vient du fait que l’on utilise que ça en prépa. On ne s’est pas vraiment arrêté dessus :wink: : on a dit que le Michelson est un interféromètre à division d’amplitude constitué d’une lame semi réfléchissante qui envoie la moitié de la puissance dans un bras, l’autre moitié dans l’autre, la lame étant accolée à une compensatrice etc…

Yep :slight_smile:
ON peut faire une antenne HF par trop mal mais pas une antenne BF car le fil est trop court.

Maintenant ma question est : A quoi ça sert de découper un faisceau en deux pour ensuite les faire se renconter et interférer? (je ne veux pas de formule ni qu’on me dise que ça sert à observer des interféres hein :wink:…non non…je veux qu’on me dise à quoi ça rime de faire ça (historiquement,Michelson a inventé ce truc pour vérifier qqch et ça a marché…mais c’était plus que un plan théorique…alors que le Michelson a des applications très pratiques…et c’est ça que je vous demande)).
La réponse tiens en une phrase ou deux.
Phrase 1 : L’éther n’existe pas
Phrase 2 : Merci la visite à la cité des sciences entre Mines et Centrales :smiling_imp:

Je n’ai juste aucune idée de comment on la fabrique, ni même de quel matériaux elle est constitué. Mais a priori je pense qu’il est possible de faire une lame qui fasse du 50/50 dans le domaie du visible par ex.
Ha ben on va creuser un peu alors :wink:
Si tu prends une bete plaque de verre « standard » dans le visible, quelle fraction de la lumière est réfléchie et quelle fraction de la lumière est transmise?
Et si la plaque est en diamant? et pourquoi est ce que je prends le diamant comme exemple?

Physiquement avec les mains, pourquoi est ce d’une partie de la puissance n’est pas tranmise mais réfléchie? A quel phénomène en élec ça fait penser?

Toutourbe : yep pour le 1. Pour le 2 ça sert à étudier la différence entre les surfaces réfléchissantes qui sont sur le premier chemin optique suivie par le faisceau 1 après le beam splitter et celles sur le chemin optique de l’autre faisceau.
Si tous les mirroirs sont parfaits, on a des anneaux/franges « de cours »…mais justement:
On construit un Michelson avec des mirroirs aussi parfait que possibles sauf un (par exemple)…ce miroir non parfait c’est justement celui dont on veut tester disons la planéité…et on regarde de combien les franges sont différentes des franges « du cours »…
avec un algo assez comliqué ou peut mesurer les bosses sur la surface du mirroir à tester.

Oui je sens que j’ai dit une bêtise dans la mesure où l’indice optique du verre et du diamant dépend de manière non négligeable de la fréquence :blush:

Oui je sens que j’ai dit une bêtise dans la mesure où l’indice optique du verre et du diamant dépend de manière non négligeable de la fréquence
Oui et non.
Disons que oui il dépend de la frequence mais, sur la plage visibile, la dépendance n’est pas énorme (mais assez pour qu’on puisse clairement voir l’aberration chromatique sur certains appariels photos).
Bref l’incide du verre dans le visible va être toujours très très loin de celui du diamant.

Sinon oui c’est une question d’indice.
ON suppose qu’on a une onde dans le vide qui tape sur une plaque : plus l’indice de la plaque est grand ou petit?? plus la fraction d’énegie transmise est grande? (en pensant à la valeur min possible, ça réponse est évidente).

Bon après si on arrive à trouve un matériau ayant le bon indice pour faire ne gros 50/50 à une longueur d’onde visible, de combien le ratio va t il varier entre le rouge et le bleu au maximum? (en fait pas de tant que ça :wink:)