MPSI 2
Colles de sciences physiques
2016/17
Semaine 18 : du 6 au 10 mars
Mécanique
Mouvement d’une charge dans des champs ~
Eet ~
B, uniformes et stationnaires
Force de Lorentz : expression ; ordre de grandeur et comparaison avec le poids.
Mouvement dans ~
Eseul : étude énergétique (rôle accélérateur de ~
E, expression de la vitesse en
fonction du potentiel) ; étude dynamique (~
aconstant, trajectoire parabolique).
Mouvement dans ~
Bseul : nullité de la puissance de la composante magnétique de la force de Lo-
rentz ; étude du cas ~
v0~
B: détermination du rayon R=mv0
|q|Bde la trajectoire en admettant que
celle-ci est circulaire.
Approche documentaire : limites relativistes (expressions Ec=(γ1)mc2et p=γmv fournies) ap-
pliquées au microscope électronique.
Introduction au monde quantique
Dualité onde-particule pour la lumière : nécessité de la notion de photon à partir de la description
de l’effet photo-électrique, relations de DEBROGLIE et de PLANCK-EINSTEIN.
Généralisation à la matière de la dualité précédente : description d’une expérience d’interférences
atomiques, ordres de grandeur typiques intervenant dans les phénomènes quantiques.
Approche qualitative de la notion de fonction d’onde, lien avec la probabilité de présence ; inter-
prétation d’une expérience d’interférences « particule par particule ».
Quantification de l’énergie d’une particule libre confinée 1D : analogie avec les modes propres de
la corde de Melde.
Questions de cours uniquement – TD non fait
Chimie
Structure électronique des atomes
Rappels sur la structure de l’atome ; ordres de grandeur en terme de taille et de charge.
Notion d’élément chimique ; isotope, masse molaire d’un élément en fonction des abondances
isotopiques.
Spectre de l’atome d’hydrogène, relation de RITZ ; niveaux d’énergie ; généralisation aux hydrogé-
noïdes.
Nombres quantiques n,,met ms: valeurs permises ; niveaux d’énergie (règle de KLECH-
KOWSKI).
Configuration électronique d’un atome et d’un ion monoatomique : règles de remplissage des
orbitales atomiques, électrons de cœur et de valence, interprétation des exceptions (dont la liste
n’est pas à connaître).
Questions de cours uniquement – TD non fait
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