Itinéraire d'accès à Al9ahira (point B sur la carte) en partant de la Place Ibéria

Documents pareils
Caractéristiques des ondes

PHYSIQUE-CHIMIE. Partie I - Spectrophotomètre à réseau

TD1 Signaux, énergie et puissance, signaux aléatoires

LES CARACTERISTIQUES DES SUPPORTS DE TRANSMISSION

CHAPITRE IV Oscillations libres des systèmes à plusieurs degrés de liberté

CONCOURS COMMUN 2010 PHYSIQUE

Exercice 1. Exercice n 1 : Déséquilibre mécanique

SYSTEMES LINEAIRES DU PREMIER ORDRE

Les interférences lumineuses

PHYSIQUE 2 - Épreuve écrite

Sujet. calculatrice: autorisée durée: 4 heures

Automatique Linéaire 1 Travaux Dirigés 1A ISMIN

Erratum de MÉCANIQUE, 6ème édition. Introduction Page xxi (milieu de page) G = 6, m 3 kg 1 s 2

Filtres passe-bas. On utilise les filtres passe-bas pour réduire l amplitude des composantes de fréquences supérieures à la celle de la coupure.

TP 7 : oscillateur de torsion

BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL EPREUVE DE TRAVAUX PRATIQUES DE SCIENCES PHYSIQUES SUJET A.1

G.P. DNS02 Septembre Réfraction...1 I.Préliminaires...1 II.Première partie...1 III.Deuxième partie...3. Réfraction

Equations différentielles linéaires à coefficients constants

Charges électriques - Courant électrique

Oscillations libres des systèmes à deux degrés de liberté

Multichronomètre SA10 Présentation générale

Sujet. calculatrice: autorisée durée: 4 heures

10 leçon 2. Leçon n 2 : Contact entre deux solides. Frottement de glissement. Exemples. (PC ou 1 er CU)

TD1 PROPAGATION DANS UN MILIEU PRESENTANT UN GRADIENT D'INDICE

Etudier l influence de différents paramètres sur un phénomène physique Communiquer et argumenter en utilisant un vocabulaire scientifique adapté

Chapitre 02. La lumière des étoiles. Exercices :

Didier Pietquin. Timbre et fréquence : fondamentale et harmoniques

TS 35 Numériser. Activité introductive - Exercice et démarche expérimentale en fin d activité Notions et contenus du programme de Terminale S

TP Modulation Démodulation BPSK

Quantité de mouvement et moment cinétique

CHAPITRE V. Théorie de l échantillonnage et de la quantification

Module d Electricité. 2 ème partie : Electrostatique. Fabrice Sincère (version 3.0.1)

CHAPITRE XIII : Les circuits à courant alternatif : déphasage, représentation de Fresnel, phaseurs et réactance.

Chapitre 2 Les ondes progressives périodiques

Interférences et applications

DIFFRACTion des ondes

Communication parlée L2F01 TD 7 Phonétique acoustique (1) Jiayin GAO <jiayin.gao@univ-paris3.fr> 20 mars 2014

GELE5222 Chapitre 9 : Antennes microruban

Représentation géométrique d un nombre complexe

SUIVI CINETIQUE PAR SPECTROPHOTOMETRIE (CORRECTION)

Précision d un résultat et calculs d incertitudes

OPTIQUE GEOMETRIQUE POLYCOPIE DE COURS

Q6 : Comment calcule t-on l intensité sonore à partir du niveau d intensité?

Transmission de données. A) Principaux éléments intervenant dans la transmission

FAG Detector III la solution pour la surveillance et l équilibrage. Information Technique Produit

AiryLab. 12 impasse de la Cour, Vinon sur Verdon. Rapport de mesure

EXERCICE 2 : SUIVI CINETIQUE D UNE TRANSFORMATION PAR SPECTROPHOTOMETRIE (6 points)

I - Quelques propriétés des étoiles à neutrons

Université Bordeaux 1 MIS 103 OPTIQUE GÉOMÉTRIQUE

TRAVAUX PRATIQUES SCIENTIFIQUES SUR SYSTÈME

OM 1 Outils mathématiques : fonction de plusieurs variables

Cours de Systèmes Asservis

SUJET ZÉRO Epreuve d'informatique et modélisation de systèmes physiques

Contribution à la conception par la simulation en électronique de puissance : application à l onduleur basse tension

Chapitre I La fonction transmission

ÉPREUVE COMMUNE DE TIPE - PARTIE D. Mesures sur les fibres optiques

Continuité et dérivabilité d une fonction

Probabilités sur un univers fini

Champ électromagnétique?

TABLE DES MATIERES CHAPITRE 1 OSCILLATEURS LINÉAIRES...3

Chapitre 2 Caractéristiques des ondes

Fonctions de plusieurs variables

Donner les limites de validité de la relation obtenue.

LABO PROJET : IMPLEMENTATION D UN MODEM ADSL SOUS MATLAB

INTERPRÉTATION ET ANOMALIES DE LA PROSPECTION À RÉSONANCE MAGNÉTIQUE (MRS)

Chapitre 0 Introduction à la cinématique

Vis à billes de précision à filets rectifiés

MESURE ET PRECISION. Il est clair que si le voltmètre mesure bien la tension U aux bornes de R, l ampèremètre, lui, mesure. R mes. mes. .

Ecole Centrale d Electronique VA «Réseaux haut débit et multimédia» Novembre 2009

Pour l épreuve d algèbre, les calculatrices sont interdites.

Automatique Linéaire 1 1A ISMIN

Enregistrement et transformation du son. S. Natkin Novembre 2001

Systèmes de transmission

Fonctions de plusieurs variables

AiryLab. 34 rue Jean Baptiste Malon, Gréoux les Bains. Rapport de mesure

Equipement. électronique

5.2 Théorème/Transformée de Fourier a) Théorème

Filtres pour gaz et air. GF/1: Rp 1/2 - Rp 2 GF/3: DN 40 GF/4: DN 50 - DN 100 GF: DN DN 200

Union générale des étudiants de Tunisie Bureau de l institut Préparatoire Aux Etudes D'ingénieurs De Tunis. Modèle de compte-rendu de TP.

Développements limités, équivalents et calculs de limites

D ETECTEURS L UXMETRE SUR TIGE C OMPTEUR DE FRANGES A FIBRE OPTIQUE. Détecteurs

Systèmes asservis non linéaires

A. N(p) B + C p. + D p2

Chapitre 3. Quelques fonctions usuelles. 1 Fonctions logarithme et exponentielle. 1.1 La fonction logarithme

M1107 : Initiation à la mesure du signal. T_MesSig

5. Les conducteurs électriques

Cours 02 : Problème général de la programmation linéaire

Physique : Thermodynamique

Système ASC unitaire triphasé. PowerScale kva Maximisez votre disponibilité avec PowerScale

FAG Detector II le collecteur et l analyseur de données portatif. Information Technique Produit

Planche n o 22. Fonctions de plusieurs variables. Corrigé

1 Systèmes triphasés symétriques

5. Analyse des signaux non périodiques

Laboratoires de Physique générale

Intégrales doubles et triples - M

Les correcteurs accorderont une importance particulière à la rigueur des raisonnements et aux représentations graphiques demandées.

Transmission des signaux numériques

* très facile ** facile *** difficulté moyenne **** difficile ***** très difficile I : Incontournable

PRODUIRE DES SIGNAUX 1 : LES ONDES ELECTROMAGNETIQUES, SUPPORT DE CHOIX POUR TRANSMETTRE DES INFORMATIONS

Transcription:

http://al9ahira.com/ Itinéraire d'accès à Al9ahira (point B sur la carte) en partant de la Place Ibéria

Corrigé du concours national commun 009 Filière : MP 88 Massira A Marrakech Tel 04 34 30 09 Mprepa@menara.ma Physique I Problème I : Optique ère Partie : Etude et propriétés des télescopes.. Question de cours... Approximation de l optique géométrique est valable lorsque les dimensions d des ouvertures considérées sont très grandes devant la longueur d onde λ (d λ). On néglige le phénomène de diffraction.... Un système optique centré est un système qui possède une symétrie de révolution autour d un axe optique (symétrie cylindrique)..3. Approximation de Gauss : les rayons lumineux sont peu inclinés et peu écartés par rapport à l axe optique principal (rayons paraxiaux). Propriétés : le système optique dans les condition de Gauss est stigmatique et aplanétique (approché)... Etude d un miroir sphérique... Foyer objet F : c est le point sur l axe optique dont l image par le miroir est à l infini. Position du foyer objet : d après la relation de conjugaison (A F, A ) on a SF = SC Foyer image F : c est l image, par le miroir, d un point qui est sur l axe optique à l infini. Position du foyer image : d après la relation de conjugaison (A, A F ) on a SF = SC La distance focale f est : f = R...... Construction géométrique de l image A B :... Position de A : A sur l axe, donc A F soit : SA = R Position de B : B hors axe, donc B se trouve dans le plan focal image (en dessous de A si B est au dessus de l axe (α < 0)). Corrigé Physique I

B( ) A( ) α C F S A B Dans les conditions de Gauss (α faible) on a (schéma...) : A B = R α L image est réelle (renversée)....3. A B est proportionnelle à R, donc il faut choisir le rayon R grand pour avoir une grande image....4. Application numérique : α = = 4, 89.0 6 rad, R = 8,76 m A B = 40 µm Remarque : Dans l enoncé.., B est au dessus de l axe optique, donc α doit être négatif!!..3. Pour voir les deux points images A et B sur la CCD il faut que A B h α h R Application numérique : α min = 0, 8 = 6, 5.0 7 rad..3. Etude du télescope Cassegrain.3.. A donc : A F (foyer image du miroir M ) A est le foyer du télescope. A est l image de F par le miroir M donc : S A + S F = S C or : S C = R et S F = S S + S F = d R = α min soit : S A = R R d R R + d Application numérique : S A = 5, 05 m.3.. Construction géométrique : B( ) M A( ) A A B B Corrigé Physique I

.3.3. D après... A B = R α puisque γ = AB A B A B = γ R α.3.4. La focal du télescope est : f = AB α f = γ R.3.5. D après.3.. on a : F A, d où S F = S A = S S + S A S F = d + S A Application numérique : S F =, 65 m Le grandissement de M est : γ = SA car A S est l image de F par le miroir M. F Avec : S A = 5, 05 m et S F = S S + S F = d R =, 98 m d où : γ = 7, 6 La focale du télescope est : f = 09, 3 m A B =, 06 mm Conclusion : avec le télescope, l image finale est plus grande qu avec un seul miroir (7,6 fois plus grande)..3.6. Pour avoir les deux images A et B sur la matrice CCD il faut que : A B h, d où : α h γr AN : α min = 8, 3.0 8 rad = 0, 07. = α min α min < α min Avec le télescope, on obtient une résolution plus grande. ème Partie : Diffraction par une fente.. Montage de diffraction à l infini (montage à lentilles) : Fente L L Écran S P O.. Principe de Huygens-Fresnel : Les surfaces élémentaires dσ d une surface d onde (d une source primaire S) se comportent comme des sources secondaires d amplitude proportionnelle à dσ et à s source Les sources secondaires sont cohérentes..3. La diffraction à l infini (de Fraunhofer) est obtenue lorsque : la source est à l infini (rejetée à l infini par la lentille L ) l observation se fait à l infini (L ramène la figure de diffraction de l infini à son plan focal image). Corrigé Physique I 3

0 Remarque : La diffraction de Fraunhofer est obtenue aussi dans un plan conjugué de la source en utilisant une seule lentille..4. La signification de grande dimension suivant OY est : b λ Conséquence : on peut négliger la diffraction suivant la direction OY..5..5.. La différence de marche est : δ(m) = (SP M) (SOM) = nx sin(α) + nx sin(θ) (car α est algébrique, il est négatif sur le schéma). Puisque on est dans les conditions de Gauss (α et θ sont faibles) alors : δ(m) = n (θ α) X, soit :.5.. Calcul de l amplitude A(M) : δ(m) = n ( ) x f α X A(M) = K = K a a [ exp j π ( ) ] x n λ 0 f α X dx [ [ ]] a j e π λ 0 n( x f α)x a [ ( )] j π x λ 0 n f α d où : [ ( )] πa x A(M) = Ka sin xc n λ 0 f α.6. L intensité lumineuse I(M) : On a : I(M) = ka(m)a (M), d où : ( ( ))] πa x I(M) = I(x) = I 0 [sin c n λ 0 f α Avec I 0 = ka K Remarque : il y a une erreur dans l enoncé : il y a α au lieu de +α dans l argument de sin c car α est choisi algébrique!.7. Figure de diffraction (α < 0) : y x A B C S α Caractéristiques : La frange centrale est deux fois plus large que les autres. Sa largeur est proportionnelle à /a allongée selon Ox Corrigé Physique I 4

0.8 0.6 0.4 A( ) B( ) A B C S α 0. -0-5 5 0.8. Allure de la courbe I(x) (α < 0) : Caractéristiques : La frange centrale est deux fois plus large que les autres. L intensité du maxima secondaire est 0,04 I 0 Centrée sur x 0 = αf L intensité est maximale autour de l image géomértique de la source : x max = αf Conclusion : L image un point source n est pas un point mais une tache de diffraction plus large, ce qui limite la résolution du télescope. 3 ème Partie : Phénomènes limitant le pouvoir de résolution 3.. La figure de diffraction à la même symétrie que l objet diffractant (symétrie circulaire) donc elle est formé d une tache circulaire entourée d anneaux. 3.. 3... La distance entre les deux maxima est f α. D près le critère de Rayleigh, les deux taches de diffraction sont séparées si fα R 0, soit : 3... La résolution angulaire : D après 3..., on déduit : D, λ 0 nα α, λ 0 nd = α min 3.3. Phénomènes limitant le pouvoir de résolution : la turbulence atmosphérique qui déforme le front d onde des ondes lumineuses. la diffraction par la pupille d entrée du télescope. les aberrations (géométriques et chromatiques) La résolution des télecopes est limitée essentielement par la turbulence atmosphérique. 3.4. Méthodes de correction : l optique adaptative permet de corriger les effets de la turbulence atmosphérique l apodisation permet d atténuer les maxima secondaires de la tache de diffraction. 3.5. L utilisation des télescopes de grands diamètres permet de collecter plus de lumière afin de voir les objets célestes les moins brillants (qui sont assez loins). Corrigé Physique I 5

4 ème Partie : Effet de la turbulence atmosphérique 4.. Dimension de C : [C] = L 3 M m 3.kg 4.. L équation d un gaz parfait est ϱ = M P R T, d où : 4.3. Application numérique : C =, 44. 0 4 m 3.kg n = + C M R P T 4.4. Expression de δn : On a : n = + C M P R T, d où : dn = C M R = C M R ( dp T ( dp T ( )) + P d T P dt ) T soit : δn = C M R ( δp T P δt ) T 4.5. La surface d onde = une surface où la phase ϕ d one onde à la même valeur à un instant donné (ϕ = cte). 4.6. Théorème de Malus : Les rayons lumineux sont perpendiculaire aux surfaces d ondes. 4.7. 4.7.. Calcul de la phase ϕ(x, z) (l origine : ϕ(x, 0) = 0) : si 0 < z < e : si x > r0 si x < r0 si z > e : si x < r0 ϕ(x, z) = πn λ 0 z π(n + δn) ϕ(x, z) = z λ 0 ϕ(x, z) = π(z n + e δn) λ 0 4.7.. Equation de la surface d onde est ϕ = ϕ 0 = cte z = cte : si 0 < z < e : si x > r0 z = λ 0 πn ϕ 0 si x < r0 z = λ 0 π(n + δn) ϕ 0 si z > e : si x < r0 z = λ 0 πn ϕ 0 e δn n dans chaque région la surface d onde est un plan. 4.7.3. Tracé des surfaces d ondes : Σ une surface d onde dans la zone z < 0. Σ une surface d onde dans la zone z > e ( ϕ = πe λ 0 δn) Corrigé Physique I 6

Σ x Σ r/ 0 n + δn e z r/ ϕ 4.7.3. Conclusion : une variation de la température T et de la pression P entraine une variation δn de l indice de réfraction n de l atmosphère et par conséquence, une déformation des surfaces d onde. Pour corriger les effets de la turbulence atmosphérique sur les d ondes, on utilise des miroirs déformables au rythme de la déformation du front d onde (c est l optique adaptative). Problème II : Electronique ère Partie : Etude théorique.. L AO est en régime linéaire car la patte ( ) est reliée à la sortie (réaction négative)... Aux basse fréquences (ω 0) les condensateurs sont équivalents à des interrupteurs ouverts, donc : v s v B = 0 car i = 0. Aux hautes fréquences (ω + ) les condensateurs sont équivalents à des interrupteurs fermés, donc : v s v A = v B = 0 Conclusion : c est un filtre passe-bande..3. Millman en A : puisque v B = 0, alors : v A = v e R + jcωv B + jcωv s + 0 R R + jcω + R Millman en B : v A = v e R + jcω v s R + R + jcω v B = jcωv A + v s R 3 jcω + R 3 Corrigé Physique I 7

puisque v B = 0, il vient : v s = j C ω R 3 v A.4. Expression de H : En combinant les relations de.3., il vient : ( + + jcω R R ) vs jcωr 3 = v e R + jcωv s d où : d où : avec : H 0 = R 3 R Q = R 3 4R 3 H = v s = v e R + +jcω R R }{{ } = R 3 H = R3 R R3Cω j R 3 Cω + j = jcωr 3 jcω H 0 + jq(x /x) ω 0 = C R 3 R 3.5. Aux hautes fréquences (x ) : H H0 jqx = H0ω0 Q Aux basses fréquences (x ) : H Aux hautes fréquences (H = H0ω0 Q jω : le montage à un caractère intégrateur. H0 jq/x = H0 Qω 0 jω : le montage à un caractère dérivateur. jω ) v s = H0ω0 v e Q jω v s(t) = H 0ω 0 Q Aux basses fréquences (H = H0 Qω 0 jω) v s = H0 Qω 0 jωv e v s (t) = H 0 dv e (t) Qω 0 dt.6. v e (t) dt + cte Définition de la pulsation de coupure ω c à 3 db : H(ω c ) = H max Calcul des ω c : on a H max = H 0 d où : ω c = ω ( 0 4 Q + + Q ) ω c = ω 0 ( Q 4 + + Q ) La largeur de la bande passante : ω = ω c ω c = ω 0 Q.7. Application numérique : f = 50 Hz.8..8.. Corrigé Physique I 8

H 0 Le module de H est : H(ω) = ( + Q ω ω 0 ) ω0 ω [ L argument de H est : ϕ(ω) = π Arctan Q( ω ω ] 0 ω 0 ω ).8.. H(ω) est maximale si son dénominateur est minimal donc pour : ω = ω 0 = ω 0 Allure de H(ω) : H H0 0.8 0.6 0.4 0. 3 4 5 x ème Partie : Analyse de Fourier.. f BP = [ ω c π, ] ωc π vs = v e H(ω)e jϕ(ω) = Ee j(ωt π/) H(ω)e jϕ(ω), d où : et puisque f = f 0 :.. Pas de question!!.3. Le signal possède une composante continue E/ La partie variable est impaire donc en sinus.4. Allure du spectre en fréquence : E H 0 v s = Re(v s ) = ( ) sin [πft + ϕ(ω)] + Q ω ω0 ω ω 0 v s = E H 0 sin [πft + π] = E H 0 sin (πft).5. f 0 = f BP c est la seule fréquence qui passe (p = 0), donc : v s (t) = E H 0 π sin[πft + ϕ(f)] = E H 0 π sin(πf t).6. Pour balayer le domaine de fréquence on peut faire varier R 3 ou C ce qui permet de déterminer les fréquences et les amplitudes des harmoniques, donc le spectre. Corrigé Physique I 9

S p = E (p+)π 0 f f f n 3 ème Partie : Etude pratique 3.. Montage expérimentale : CH _ + CH GBF ~ v e v s 3.. Etude du filtre : On utilise un signal sinusoïdal dont on fait changer la fréquence. on mesure l amplitude de v s et de v s et on déduit le module H = Vs V e. On mesure aussi le déphasage ϕ = ϕ s ϕ e 3.3. Si l amplitude V s de v s dépasse V sat = 5V, l AO se sature. v s(t) +5-0 -5 5 0 t -5 3.4. Corrigé Physique I 0

Le signal reste sinusoïdal si : dvs dt max = V s ω σ ω σ V s = ω Application numérique : f = 0, 6 khz Si vous avez des réponses plus élégantes, n hésitez pas de nous les communiquer aux adresses suivantes : lhaghazzaf@yahoo.fr, cpgemaroc@yahoo.fr et habib_af@yahoo.f r Corrigé Physique I

Rien ne saurait remplacer un livre en papier Des livres de prépas très joliment imprimés à des prix très accessibles Al9ahira En 3 clics seulement, on livre, tu étudies en ligne La qualité est notre point fort. Vos commentaires sont importants pour nous Pour toute information, n hésitez pas à nous contacter mailto:al9ahira@gmail.com http://al9ahira.com/ Tél : 0539/34 33 0 7, rue Égypte. Tanger