prg-colles-7-pcsi

PCSI. Physique.
Programme de colle n°7
2016-2017
Programme de colles
Sciences physiques.
Semaine 7 du 14 au 18 novembre.
Plan du cours.
SP4. Introduction au monde quantique.
(en cours et en exercices)
1. Nécessité de la mécanique quantique
2. Dualité onde-particule
2.1. Approche documentaire de l’effet photoélectrique
2.2. Exploitation : ordres de grandeur
2.3. De la lumière à la matière
a.
b.
c.
Comportement de la lumière : relation de Planck-Einstein
Comportement de la matière : relation de Louis de Broglie
Aspect ondulatoire ou corpusculaire ?
3. La fonction d’onde et son interprétation probabiliste
3.1. La fonction d’onde
3.2. Interprétation probabiliste : expérience des fentes d’Young
4. Quantification de l’énergie d’une particule libre confinée dans un puits de
potentiel
4.1. Analogie avec les modes propres d’une corde vibrante
4.2. Condition de normalisation
SP5-C1. Grandeurs électriques.
(en cours et en exercices)
1. L’intensité du courant
1.1. Les charges électriques
1.2. Propriétés
1.3. Le courant électrique
1.4. Définition de l’intensité du courant
1.5. L’approximation des Régimes Quasi Stationnaires (ARQS)
1.6. La loi des nœuds
2. La tension électrique
2.1. Notion de potentiel électrique
2.2. Masse d’un circuit
2.3. Définition de la tension
2.4. La loi des mailles
3. Puissance électrique d’un dipôle
3.1. Définition de la puissance
3.2. Conventions récepteur et générateur
PCSI. Physique.
Programme de colle n°7
2016-2017
SP5-C2. Circuit électrique dans l’ARQS.
1. Dipôles courants
1.1. La résistance.
Les questions de cours possibles
1. Principe du viseur à frontale fixe (TP).
2. Principe de la lunette auto-collimatrice (TP).
3. Obtenir les niveaux d’énergie par analogie avec les modes propres d’une corde
vibrante. Etablir le lien qualitatif entre confinement spatial et quantification.
4. Etablir l’inégalité de HEISENBERG en ordre de grandeur : ∆𝑝𝑥 ∆𝑥 ≥ ℏ à l’aide d’une
analogie avec la diffraction des ondes lumineuses.
5. Etablir le lien entre confinement spatial et énergie minimale de l’oscillateur
harmonique quantique induit par l’inégalité de HEISENBERG spatiale.
6. Savoir que la charge électrique est quantifiée.
7. Relier l’intensité du courant au débit de charge.
8. Exprimer la condition de l’ARQS en fonction de la taille du circuit et de la fréquence.
9. Relier la loi des nœuds au postulat de la conservation de la charge.
10. Résistance électrique : définition (loi d’OHM), ordres de grandeur, puissance.
PCSI. Physique.
Programme de colle n°7
2016-2017
Notes :
Nom :
TP4. Viseur à frontale fixe. TP5. Lunette auto-collimatrice (en cours). SP4.
Introduction au monde quantique. SP5-C1. Grandeurs électriques (en cours et
exercices). SP5-C2. Circuits électriques dans l’ARQS (en cours uniquement).
Révision
Capacités exigibles
TB NA
TP4. Viseur à frontale fixe. TP5. Lunette auto-collimatrice.
Construire l’image d’un objet situé à distance finie ou infinie à l’aide
de rayons lumineux.
SP4. Introduction à la mécanique quantique.
Evaluer des ordres de grandeurs typiques intervenant dans des
phénomènes quantiques.
Interpréter une expérience d’interférences (matière ou lumière)
« particule par particule » en termes probabilistes.
Etablir l’inégalité en ordre de grandeur : ∆𝑝𝑥 ∆𝑥 ≥ ℏ à l’aide d’une
analogie avec la diffraction des ondes lumineuses.
Etablir le lien entre confinement spatial et énergie minimale de
l’oscillateur harmonique quantique induit par l’inégalité de
HEISENBERG spatiale.
Obtenir les niveaux d’énergie d’une particule libre confinée 1D par
analogie avec les modes propres d’une corde vibrante.
Etablir le lien qualitatif entre confinement spatial 1D et
quantification.
SP5-C1. Grandeurs électriques.
Savoir que la charge électrique est quantifiée.
Exprimer l’intensité du courant électrique en termes de débit de
charge.
Exprimer la condition d’application de l’ARQS en fonction de la taille
du circuit et de la fréquence.
Relier la loi des nœuds au postulat de la conservation de la charge.
Utiliser la loi des mailles.
Algébriser les grandeurs électriques et utiliser les conventions
récepteur et générateur.
Citer les ordres de grandeur des intensités et des tensions dans
différents domaines d’application.
SP5-C2. Circuits électriques dans l’ARQS.
Citer les ordres de grandeurs du composants 𝑅.
Exprimer la puissance dissipée par effet Joule dans une résistance.
Commentaire du colleur :