2012 – 2013
Question de cours – faisceau LASER
On considère un faisceau LASER de section 4,0 mm2, de longueur d’onde 632,8 nm et de puissance
P= 1,0 mW.
➜Cette radiation appartient-elle au domaine du visible ? Si oui, de quelle couleur s’agit-il ?
➜Calculer numériquement l’amplitude des champs électrique et magnétique associés à cette
radiation dans le cas d’une propagation dans le vide et dans l’eau (n= 1,33)
➜Combien de photons par seconde sont émis par la source LASER ?
Question de cours – fuite thermique à traver un mur
On considère un mur de maison de 10 m ×6 m percé de 2 fenêtres double vitrage de 1,0 m×1,2 m
et deux fenêtres simple vitrage de même taille. Le mur fait 40 cm d’épaisseur et sa conductivité
thermique est 0,90 S.I.. Le double vitrage consiste en deux plaques de verre d’épaisseur 5,0 mm
séparées de 1,0 cm d’air. Le verre a une conductivité de 1,2 S.I.
➜Quelle est l’unité de la conductivité thermique ?
➜Évaluer numériqement la valeur de la résistance thermique du mur, d’une fenêtre simple vitrage,
d’une fenêtre double vitrage. Ne pas oublier que les fenêtres « prennent de la place » dans le
mur.
➜En déduire la résistance thermique de l’ensemble et la puissance thermique perdue en hiver.
Question de cours – diffraction en TP
On considère une fente de largeur inconnue et de longueur 5,0 cm éclairé par un LASER de
longueur d’onde 632,8 nm et de section circulaire de rayon 1,0 mm. Un écran est placé à 2,40 m.
➜Dessiner ce qui est vu sur l’écran. Quelles approximations faites vous ? Les justifier numérique-
ment dans ce cas précis.
➜La tache centrale est de largeur 3,8 cm à2 mm près. Quelle est la largeur de la fente ?
➜On prend maintenant deux fentes identiques à la première, parallèles entre elles et distantes de
1,0 mm. Qu’obtient-on sur l’écran ?
➜Qu’est-ce qui aurait changé si au lieu de fentes il y aurait eu des trous ?
Question de cours – durée de congélation
On considère un congélateur de température intérieure −18 ◦C dans une cuisine à 22 ◦C. La
puissance électrique de ce congélateur est de 100 W.
➜En considérant que le congélateur est idéal, quelle puissance thermique est-il capable d’absor-
ber ?
➜Quelle durée met 200 mL d’eau initialement à 12 ◦C pour se solidifier ? Pour atteindre les
−18 ◦C ?
Question de cours – système Terre-Lune
On considère le système Terre-Lune. Le moment d’inertie de la Terre sera pris égal à JT=
1
3MTRT
2et celui de la Lune à JL=2
5MLRL
2. Le référentiel considéré est le référentiel barycentrique
R⋆des deux astres. R⋆est considéré galiléen. On suppose la distance Terre-Lune constante.
➜Décrire la trajectoire de chacun des deux astres dans R⋆.
➜Calculer numériquement l’énergie cinétique et le moment cinétique de ces deux astres dans R⋆.
➜Calculer numériquement l’énergie potentielle associée à ce système.
➜Discuter les valeurs obtenues.
Préparation à l’oral