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Travail personnel (mis à jour le 5 novembre 2024)

• Travailler la correction de DM-4.
• Réviser cours THE-A.
• Rédiger DM-5.
• Commencer THE-TD-1.
• Préparer PTSI-TP-2 et PTSI-TP-3.

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Tout au long de l'année, pour s'entraîner en autonomie :

• QCM de l'appli QMax
• Cahier d'entraînement Première année
• Cahier d'entraînement Deuxième année

Cahier de texte

Jour	Date	Mois	Activité	Thème	Contenus	Documents distribués / projetés	Temps effectif	DM
lun.	23	sept.	Cours	ELN	B-ALI → Fin.	ELN-cours-C-chapitre-resumecritereoscillateurs Fiche Rappels 4. Plan ELN-B.	90
			Cours	ELN	C-Oscillateurs en électronique → I.1 Structure à boucle de rétroaction.		30
			TIPE	Première présentation.
mar.	24	sept.	Cours	ELN	C-Oscillateurs en électronique → I.1 Structure à boucle de rétroaction. → Fin.		75
			Cours	OPT	A-Modèle scalaire des ondes lumineuses et superposition d’ondes. → I.2.b Sources usuelles (sauf LASER).		45
mer.	25	sept.	TD	Reddition/remédiation DS1. ELN-TD-2	ALI
			Évaluation	Interro de cours	Interro-0 et QCM-3.	QCM-3.
jeu.	26	sept.	TP	ELN-TP-2-ALI premier contact		ELN-TP-3.
ven.	27	sept.
sam.	28	sept.
dim.	29	sept.
lun.	30	sept.	Cours	OPT				DM-2-correction
			TIPE	Première présentation.
mar.	1	oct.	Cours	OPT		OPT-cours-B-chapitre-documentsupportyoung
mer.	2	oct.	TD	ELN-TD-3	Oscillateurs	ELN-TD-3 OPT-Plan-A ELN-TD-2-correction ELN-Plan-C
			Évaluation	Interro de cours
jeu.	3	oct.	TP	ELN-TP-3-ALI défauts		ELN-TP-4.		DM-3-enonce
ven.	4	oct.
sam.	5	oct.
dim.	6	oct.
lun.	7	oct.	Cours	OPT
			TIPE	Première présentation.
mar.	8	oct.	Cours	OPT		OPT-cours-B-chapitre-documentsupportmichelson
			Cours	THE1
mer.	9	oct.	TD	ELN-TD-3	Oscillateurs	ELN-TD3-correction
			Évaluation	Interro de cours
jeu.	10	oct.	TP	ELN-TP-4-Oscillateurs quasi-sinusoïdaux		ELN-TP-5.
ven.	11	oct.	Évaluation	DS-2
sam.	12	oct.
dim.	13	oct.
lun.	14	oct.	Cours	THE1		DM-2 pour le 6/11/23		DM-3-correction
			TIPE	Première présentation.
mar.	15	oct.	Cours	THE1
mer.	16	oct.	TD	OPT-TD-1		OPT-TD-1 OPT-Plan-B
			Évaluation	Interro de cours
jeu.	17	oct.	TP	ELN-TP-5-Oscillateurs de relaxation		PTSI-TP-2		DM-4-enonce
ven.	18	oct.

Programmes de colle

Colle n°8 -- du 11 novembre au 15 novembre

OPT A : Superposition d’ondes lumineuses

contenus

capacités exigibles

Superposition d'ondes incohérentes entre elles. Superposition de deux ondes cohérentes entre elles : formule de Fresnel. Facteur de contraste. Superposition de N ondes cohérentes, de même amplitude et dont les phases sont en progression arithmétique. Réseau par transmission.

Justifier et exploiter l’additivité des intensités. Vérifier que les principales conditions pour que le phénomène d'interférences apparaisse (égalité des pulsations et déphasage constant dans le temps) sont réunies. Établir et exploiter la formule de Fresnel. Associer un bon contraste à des intensités voisines. Établir l'expression de la différence de marche entre deux motifs consécutifs. Établir la relation fondamentale des réseaux liant la condition d'interférences constructives à la valeur de la différence de marche entre deux motifs consécutifs. Mettre en œuvre un dispositif expérimental utilisant un phénomène d’interférences à N ondes. Relier qualitativement le nombre de traits d'un réseau à la largeur des franges brillantes.

OPT B : Exemple de dispositif interférentiel par division du front d’onde : trous d'Young

contenus	capacités exigibles
Trous d’Young ponctuels dans un milieu non dispersif : source à distance finie et observation à grande distance finie. Ordre d’interférences. Franges d’interférences. Interfrange. Variations de l’ordre d’interférences avec la position ou la longueur d'onde de la source ; perte de contraste par élargissement spatial ou spectral de la source.	Exprimer et utiliser l’ordre d’interférences. Mettre en œuvre une expérience d'interférences : trous d'Young ou fentes d'Young. Montrer la non-localisation des franges d'interférences. Justifier la forme des franges observées. Utiliser un critère de brouillage des franges pour interpréter des observations expérimentales.

Questions de colles PTSI n°3

Questions (cliquer pour afficher/cacher) Établir l’expression des capacités thermiques d’un gaz parfait en fonction de $R$ et $\gamma$. La relation de Mayer devra être redémontrée. Rappeler les hypothèses permettant l'application des lois de Laplace pour un gaz. En déduire le travail W reçu au cours d’une compression mécaniquement réversible d’un volume $V_{I}$ à un volume $V_{F}$ au cours de laquelle les lois de Laplace du gaz parfait s’appliquent. Considérons un gâteau au chocolat de masse $m$, sorti d’un four à la température $T_{four}$ et laissé à refroidir dans la cuisine de température $T_{0}$. Procéder au bilan entropique de la transformation. Commenter le signe de l’entropie créée. Donnée : inégalité de convexité du logarithme, $\forall x>0,\ln x\leq x-1$ ; l’expression de l’entropie d’une phase condensée est à connaître par l’étudiant. Un glaçon, de masse $m_{1}$ et température $T_{1}$, est sorti du congélateur pour être mis dans un verre contenant une masse $m_{2}$ d'eau à la température $T_{2}$. On suppose que le glaçon fond totalement et rapidement, ce qui permet de négliger les transferts thermiques avec l’air. Déterminer la température finale $T_{F}$ du système entièrement liquide. Le résultat sera donné en fonction de l’enthalpie massique de fusion $\Delta _{fus}h$, de la température $T_{fus}$ de fusion de l’eau et des capacités thermiques massiques $c_{sol}$ et $c_{liq}$. Comment déterminer la masse minimale du glaçon pour qu’il ne fonde pas totalement ? Un glaçon, de masse $m_{1}$ et température $T_{1}$, est sorti du congélateur pour être mis dans un verre contenant une masse $m_{2}$ d'eau à la température $T_{2}$. On suppose que le glaçon ne fond pas totalement. L'évolution est suffisamment rapide pour négliger les transferts thermiques avec l’air. Déterminer la température finale $T_{F}$ du système final. Le résultat sera donné en fonction de l’enthalpie massique de fusion $\Delta _{fus}h$n de la température $T_{fus}$ de fusion de l’eau et des capacités thermiques massiques $c_{sol}$ et $c_{liq}$. Comment déterminer la masse minimale du glaçon pour qu’il ne fonde pas totalement ?

Réponses (cliquer pour afficher/cacher) $C_{P}-C_{v}=nR$ (à redémontrer). On en déduit : $C_{p}={\frac {\gamma nR}{\gamma -1}}$ et $C_{v}={\frac {nR}{\gamma -1}}$. Il y a deux hypothèses à vérifier : le gaz doit être parfait et son évolution doit être isentropique. Le cas le plus courant d'évolution isentropique est celui de l'évolution adiabatique et réversible. Les lois de Laplace du gaz parfait, pour une évolution isentropique entre deux états I et F, sont : $P_{I}V_{I}^{\gamma }=P_{F}V_{F}^{\gamma }$ ou, de façons équivalentes, $T_{I}V_{I}^{\gamma -1}=T_{F}V_{F}^{\gamma -1}$ et $P_{I}^{1-\gamma }T_{I}^{\gamma }=P_{F}^{1-\gamma }T_{F}^{\gamma }$. On en déduit que pour une évolution isentropique et mécaniquement réversible d'un gaz parfait : $W=C_{v}(T_{F}-T_{I})$. $Q=mc(T_{0}-T_{four})$ ; $S^{e}=mc{\frac {T_{0}-T_{four}}{T_{0}}}$ ; $\Delta S=mc\ln \left({\frac {T_{0}}{T_{four}}}\right)$ ; $S^{c}=mc\left(\ln \left({\frac {T_{0}}{T_{four}}}\right)-{\frac {T_{0}-T_{four}}{T_{0}}}\right)\geq 0$. On fait un bilan d'enthalpie : $m_{1}c_{sol}(T_{fus}-T_{1})+m_{1}\Delta _{fus}h+m_{1}c_{liq}(T_{F}-T_{fus})+m_{2}c_{liq}(T_{F}-T_{2})=0$. On en déduit $T_{F}$. On a fait l'hypothèse que le glaçon fond totalement donc $T_{F}>T_{fus}$. Si $T_{F}<T_{fus}$ alors le système final est entièrement solide. Si $T_{F}=T_{fus}$ alors il y a possibilité d'équilibre entre le liquide et le solide : on cherche $m_{1}$ qui permet de vérifier cette égalité. On note $m_{f}$ la masse de glaçon qui a fondue. On fait un bilan d'enthalpie : $m_{1}c_{sol}(T_{fus}-T_{1})+m_{f}\Delta _{fus}h+m_{2}c_{liq}(T_{fus}-T_{2})=0$. On en déduit $T_{F}$. On cherche cherche $m_{1}$ telle que $m_{1}=m_{f}$.

Plans de cours

Compétences transverses

• Plan CT
• Plan ELN-A
• Plan ELN-B
• Plan ELN-C
• Plan OPT-A
• Plan OPT-B

Documents de cours

Compétences transverses

• Polycopié
• Code pour tracer un histogramme
• Code pour calculer un écart-type échantillonnal
• Feuille de calcul LibreOffice utilisant DROITEREG
• Code pour réaliser un ajustement affine
• Code pour tracer des barres d'incertitudes
• Code d'une étude complète de la loi de Hooke
• Code pour simuler une variabilité uniforme
• Code pour simuler une variabilité gaussienne
• Code pour simuler une incertitude-type composée
• Aide-mémoire NumPy
• Aide-mémoire Matplotlib
• Table de Student

Compléments mathématiques

• Polycopié

Rappels de PTSI

• Cahier d'entraînement
• Vocabulaire de la chimie
• Rappels de cristallographie
• Rappels d'induction et sur les forces de Laplace
• Rappels sur les sources lumineuses
• Espèces acido-basiques à connaître
• Comment équilibrer une équation-bilan redox ?
• Oxydants et réducteurs à connaître et demi-équations électroniques
• Rappels de thermodynamique

Électronique

• Diagramme de Bode en gain du passe-bande d'ordre deux
• Diagramme de Bode en gain du passe-haut d'ordre deux
• Diagramme de Bode en gain du passe-bas d'ordre deux
• Script python illustrant l'effet du facteur de qualité sur le diagramme de Bode d'un filtre passe-bande d'ordre deux
• ELN-cours-C-chapitre Résumé des critères d'oscillations sinusoïdales

Mécanique des fluides

• Site windfinder de visualisation de carte de courant de vents. Dans « style de carte » : bords = lagrangienne, gradient = eulérienne.
• Vidéo de visualisation de lignes de courant et de types d'écoulement autour d'une aile d'avion.

Thermodynamique

• THE-cours-E Exemples de diagrammes de fluides réels
• THE-cours-G Analogies électro-thermiques

Optique ondulatoire

• « Réseau en transmission » sur le site de l'académie de Normandie.
• OPT-B : document support sur les fentes d'Young
• « Fentes d'Young » sur le site de l'Institut d'optique.
• OPT-B  : document support sur le Michelson
• « Michelson » sur le site de l'Institut d'optique.
• « L'interféromètre de Michelson, configuration en lame d'air » sur le site de l'ENS Lyon.

Électromagnétisme

• ELM-A Analogies électro-gravitationnelles
• ELM-D-IV : Exemples de bilan d’énergie
• Visualisations :
  • Ondes progressives
  • Polarisation d'une onde électromagnétique
  • Effet d'un polariseur
  • Réflexion sur un conducteur
• ELM-E-III : Courants surfaciques

Listes de toutes les démonstrations de cours exigibles

• Démonstrations de cours exigibles

Listes des ordres de grandeur exigibles

• Ordres de grandeur exigibles

Travaux dirigés

Compétences transverses

• PTSI-TD-0 | Correction

Cristallographie

• PTSI-TD-1 | Correction

Induction et forces de Laplace

• PTSI-TD-2 | Correction

Électronique

• ELN-TD-1 | Correction
• ELN-TD-2 | Correction
• ELN-TD-3 | Correction
• OPT-TD-1 | Correction
• THE-TD-1

Travaux pratiques

• Cahier des charges de l'épreuve de TP Banque PT

Thermodynamique

• PTSI-TP-1 Calorimétrie | Feuille de calcul utilisant DROITEREG (ods) | Feuille de calcul utilisant DROITEREG (xlsx) | Notice multimètre MX 54C

Électronique

• ELN-TP-1 Filtrage analogique
• ELN-TP-2 ALI (1)
• ELN-TP-3 ALI (2)
• ELN-TP-4 Oscillateurs quasi-sinusoïdaux
• ELN-TP-5 Oscillateurs de relaxation

Chimie

• PTSI-TP-2 Dosage acide-base
• PTSI-TP-3 Potentiométrie

Capacités numériques

• CN-Activité-PTSI (méthode d'Euler explicite et applications)

Devoirs

Corrélation entre notes en interro/QCM de cours et notes en DS pour la classe de PT 2024-2025 du lycée Voltaire. Le coefficient de détermination (r² = 0,548) signifie que, si on admet l'hypothèse que les notes en interro/QCM traduisent la connaissance du cours et que cette connaissance est un paramètre d'influence affine sur les notes de DS, alors on peut expliquer 54,8 % des écarts de notes en DS entre deux élèves par leurs écarts de connaissance du cours. Les autres paramètres d'influence pouvant expliquer les 45,2 % restants sont, par exemple : le travail personnel des TD et TP (y compris les corrigés), l'investissement dans les révisions pour les colles, l'appétence pour tel ou tel type d'exercice ou de thématique, la stratégie pendant le DS, la fatigue, la chance, le stress, etc.

• Codes de correction

Cours

• QCM-1 | QCM-2 | QCM-3 | QCM-4 | QCM-5| QCM-6
• Interro-0
• Interro-1
• Interro-2

DM

• DM-1 | Correction
• DM-2 | Correction
• DM-3 | Correction
• DM-4 | Correction
• DM-5

DS

• DS-1 | Correction | Statistiques | Histogramme
• DS-2 | Correction | Statistiques | Histogramme

TIPE

Généralités

• Introduction au TIPE
• Attendus pédagogiques
• Lien vers la partie « Ingénierie » de la bibliothèque de la Sorbonne
• Site de dépôt de présentation pour vos passages en TIPE pendant l'année

• Calendrier TIPE (cliquer pour afficher)

Calendrier session 2024

Étape 1	Titre et MCOT	du 18 janvier à 9 h	au	1er février 2024 à 14 h
Étape 2	Présentation	du 27 février à 9 h	au	11 juin 2024 à 14 h
Étape 3	Validation	du 13 juin à 9 h	au	21 juin 2024 à 14 h

Mise en forme minimale

• pdf en format 4/3 (largeur/hauteur).
• Diapositive de titre.
• Diapositive d'introduction et objectifs.
• Diapositive de plan (sommaire).
• Diapositives de développements du plan.
• Diapositive de conclusion.

Les diapositives doivent être numérotées.

• Un exemple de présentation LibreOffice à adapter à vos besoins/goûts puis à exporter au format pdf.

Matériels et labo de physique pour le TIPE

Le laboratoire de physique est accessible les lundis de 16 h à 18 h. On prévient le professeur et on remplit le formulaire le plus tôt possible et au plus tard le mercredi avant la date voulue.

• Remplir le formulaire.

Quelques éléments de code utile pour le TIPE

• Code pour tracer un histogramme
• Code pour calculer un écart-type échantillonnal
• Feuille de calcul LibreOffice utilisant DROITEREG
• Code pour réaliser un ajustement affine
• Code pour tracer des barres d'incertitudes
• Code d'une étude complète de la loi de Hooke
• Code pour simuler une variabilité uniforme
• Code pour simuler une variabilité gaussienne
• Code pour simuler une incertitude-type composée
• Aide-mémoire NumPy
• Aide-mémoire Matplotlib

Moteurs de recherche spécialisés

• Archives de la science ouverte
  • en physique
  • en sciences de l'ingénieur
• Google Livres
• Google Publications scientifiques

Logiciels

• Tracker : analyse de vidéo (pointeur/traqueur) et outils de modélisation associés
  • Tutoriel 1
  • Tutoriel 2
  • Tutoriel 3

Textes officiels

• Programme officiel de Physique-chimie en PT
• Programme officiel de Physique-chimie en PTSI
• Rapport de jury des écrits de physique-chimie
• Rapport de jury des oraux de physique-chimie
• Rapport de jury des oraux de manipulation de physique
• Cahier des charges Épreuve A
• Cahier des charges Épreuve B Partie Chimie
• Cahier des charges Partie Thermodynamique (inclut la Mécanique des fluides)
• Cahier des charges de l'épreuve orale de physique-chimie
• Cahier des charges de l'épreuve orale de manipulation de physique

• Programme de physique-chimie de PT détaillé par blocs (cliquer pour afficher)

• 1.1. Éléments de statique des fluides dans un référentiel galiléen
• 1.2. Expression différentielle des principes de la thermodynamique
• 1.3. Diagrammes d'état des fluides réels purs
• 1.4. Description d’un fluide en écoulement stationnaire dans une conduite
• 1.5. Énergétique des fluides en écoulement dans une conduite (a)
• 1.5. Énergétique des fluides en écoulement dans une conduite (b)
• 1.6.1. Étude de quelques dispositifs d’une installation industrielle
• 1.6.2. Cycles industriels
• 2.1. Stabilité des systèmes linéaires
• 2.2. Rétroaction
• 2.3. Oscillateurs
• 2.4. Électronique numérique
• 3.1. Modèle scalaire des ondes lumineuses
• 3.2. Superposition d’ondes lumineuses
• 3.3. Exemple de dispositif interférentiel par division du front d’onde : trous d'Young
• 3.4. Exemple de dispositif interférentiel par division d’amplitude : interféromètre de Michelson
• 4.1. Électrostatique
• 4.2. Magnétostatique
• 4.3. Équations de Maxwell
• 4.4. Énergie du champ électromagnétique
• 4.5. Propagation
• 5.1. Premier principe de la thermodynamique appliqué aux transformations physico-chimiques
• 5.2. Deuxième principe de la thermodynamique appliqué aux transformations physico-chimiques
• 6.1. Étude thermodynamique des réactions d’oxydo-réduction
• 6.2. Étude cinétique des réactions d’oxydo-réduction : courbe courant-potentiel
• 6.3. Stockage et conversion d‘énergie chimique dans des dispositifs électrochimiques
• 6.4. Corrosion humide ou électrochimique

Autres pages web des prépas du lycée Voltaire

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