Programme de colles de la semaine 21 du 27/02 au 03/03
– Révisions du chapitre de mécanique de PCSI « Mouvement d’une particule chargée dans un champ électrique ou magnétique » (exercices)
– Induction électromagnétique : révisions de première année (exercices)
– Électromagnétisme 2 : Électrostatique (cours et exercices) → EM2_plan
– Électromagnétisme 3 : Magnétostatique (cours et exercices) → EM3_plan
– Électromagnétisme 4 : Équations de Maxwell (cours, une seule question possible, voir ci-dessous) → EM4_plan
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Suggestions de questions de cours :
- EM2 : Citer les équations postulats de l’électrostatique (sous forme locale) et démontrer les formes intégrales
- EM2 : Analyser une carte de champ fournie
- EM2 : Établir l’expression du champ électrostatique créé en tout point de l’espace par un plan infini puis par un condensateur plan en négligeant les effets de bord. Bonus : en déduire l’expression de sa capacité.
- EM2 : Établir l’expression du champ électrostatique créé en tout point de l’espace par une des distributions « classiques » suivantes : boule ou sphère / cylindre plein ou creux uniformément chargés.
- EM2 : Modèle de noyau atomique : établir énergie de constitution du noyau en construisant le noyau par adjonction progressive de charges apportées de l’infini (question plus difficile, pour élèves plus à l’aise)
- EM2 : Faire l’analogie avec le champ gravitationnel, et déterminer le champ gravitationnel créé par un astre sphérique plein, en tout point de l’espace
- EM2 : Établir l’expression du potentiel dans tout l’espace associé à un dipôle électrostatique. Tracer l’allure des équipotentielles et des lignes de champ.
- EM2 : Déterminer la polarisabilité d’un atome en utilisant le modèle de Thomson.
- EM3 : Citer les équations postulats de la magnétostatique (sous forme locale) et démontrer les formes intégrales
- EM3 : Analyser une carte de champ fournie.
- EM3 : Établir l’expression du champ magnétostatique créé en tout point de l’espace par une des distributions de courant « classiques » suivantes : fil, câble.
- EM3 : Établir l’expression du champ magnétostatique créé à l’intérieur d’un solénoïde long en négligeant les effets de bord (en admettant que le champ extérieur soit nul). Établir ensuite les expressions de l’inductance propre et de l’énergie de la bobine ainsi modélisée.
- EM3 : Pour l’atome d’hydrogène, dans une approche « classique », établir le lien entre moment cinétique de l’électron et moment magnétique de l’atome.
- EM3 : Retrouver l’expression du magnéton de Bohr par analyse dimensionnelle.
- EM4 : Citer les équations de Maxwell, et établir à partir d’elles l’équation de conservation de la charge.
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A l’attention des étudiants : pour la rentrée : faire le DM ; EM3 faire l’approche documentaire (Stern & Gerlach) ; EM3 travailler les exercices 1, 2, 7, 8
Travaux pratiques
TP Michelson n°2
Cours
Électromagnétisme 3 : Magnétostatique (→ fin)
Électromagnétisme 4 : Équations de Maxwell (→ II.3)
Pour compléter les chapitres :
– expériences de supraconductivité avec Julien Bobroff (14 min, A REGARDER ABSOLUMENT 😀 ) :
https://www.youtube.com/watch?v=QoPElDvLZjA
– à l’intérieur d’un réacteur de fusion thermonucléaire :
https://www.youtube.com/watch?v=IhHsOwLdCu4
– Aperçu du projet ITER :
Travail à faire
Pour mercredi :
Pour jeudi :
Pour vendredi :
Travaux dirigés
TD EM3