´
ECOLE DES PONTS PARISTECH
SUPAERO(ISAE),ENSTAPARISTECH,
TELECOMPARISTECH,MINES PARISTECH,
MINESDESAINT–´
ETIENNE,MINESDENANCY,
T´
EL ´
ECOMBRETAGNE,ENSAEPARISTECH (FILI`
ERE MP)
´
ECOLE POLYTECHNIQUE(FILI`
ERE TSI)
CONCOURS D’ADMISSION 2011
SECONDE´
EPREUVEDEPHYSIQUE
Fili`
ere PC
(Dur´
ee del’´
epreuve:4heures)
L’usagedelacalculatrice estautoris´
e
Sujetmis `
adisposition desconcours:Cycle international, ENSTIM,TELECOMINT,TPE–EIVP
Lescandidats sontpri´
esdementionnerdefac¸on apparentesurla premi`
erepagedelacopie:
PHYSIQUEII —PC.
L’´
enonc´
ede cette´
epreuve comporte6 pages.
–Si, aucoursdel’´
epreuve,un candidatrep`
ere ce quiluisemble ˆ
etreune erreurd’´
enonc´
e,il estinvit´
e`
ale
signalersursa copie et`
apoursuivresa compositionenexpliquantlesraisonsdesinitiativesqu’il aura´
et´
e
amen´
e`
aprendre.
–Ilnefaudrapash´
esiter`
aformulerlescommentaires(incluantdesconsid´
erationsnum´
eriques)quivous
semblerontpertinents,mˆ
eme lorsquel’´
enonc´
enele demandepasexplicitement. Lebar`
eme tiendra compte
de cesinitiativesainsiquedesqualit´
esder´
edaction dela copie.
FIBREOPTIQUE`
ASAUTD’INDICE
L’´
epreuve estconstitu´
ee detroispartiesind´
ependantes.Lapremi`
erepartie concernel’´
etudedela
propagation delalumi`
eredansunefibreoptiquedansle cadredel’optiqueg´
eom´
etrique.Ladeuxi`
eme
partie compl`
etelapremi`
ere en´
etudiant lastructuretransversed’uneonde´
electromagn´
etiquedansla
fibre,et lesconditionsd’obtention d’unefibremonomode.Enfin,laderni`
erepartietraitedeseffets
non lin´
eairesdanslafibre,notammentdel’effetKerr optique.Apr`
esunemod´
elisation microscopique
de ce dernier,on s’int´
eresse au ph´
enom`
ened’auto-modulation dephase et`
al’existence possiblede
solitonsoptiques.Lesapplicationsnum´
eriques serontdonn´
eesavec 3chiffres significatifs.
Unefibreoptique`
asautd’indice,repr´
esent´
ee surlafigure1estform´
ee d’un cœurcylindrique en
verred’axe(Ox),dediam`
etre2aetd’indice nentour´
ed’unegaineoptiqued’indice n1l´
eg`
erement
inf´
erieur`
an.Lesdeux milieux sontsuppos´
eshomog`
enes,isotropes,transparentsetnon charg´
es.Un
rayon situ´
edansleplan(Oxy)entredanslafibre au pointOavec un angled’incidence
θ
.Afin dene
pasconfondrel’angleid’incidence surlagaine avec lenombre complexeimaginairepurdemodule
1,on notera ce dernierjtelquej2=−1.Quelquesconstantes sontdonn´
eesenfin d’´
epreuve.Les
vecteurs sontsurmont´
esd’un chapeau,b
ux,s’ils sontunitairesou d’unefl`
eche,~
E,dansle casg´
en´
eral.
I.—Approcheg´
eom´
etriquedelapropagation
Danscettepartie,lesrayonslumineux sontsuppos´
esissusd’uneradiation monochromatiquede
fr´
equence f,depulsation
ω
etdelongueurd’onde
λ
danslemilieuconstituant le cœur.
1—Lesdiff´
erentsanglesutiles sontrepr´
esent´
es surlafigure1.`
Aquelle condition suri,angle
d’incidence `
al’interface cœur/gaine,lerayon reste-t-il confin´
e`
al’int´
erieurdu cœur?On noteiℓ
l’angled’incidence limite.