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De φ-χ en prépa PT, lycée Voltaire

Jeudi 1er septembre :
cours et TD consacrés à Compétences transverses, Induction et force de Laplace et Cristallographie.
Ramener cours et/ou fiches et réviser en priorité ces chapitres de PTSI.

Travail personnel (mis à jour le 19 octobre 2025)

  • Travailler la correction du DS-1 et la copie corrigée.
  • Pour lundi : travailler cours OPT-B et THE-A.
  • Pour mardi : travailler cours THE-A.
  • Pour mercredi : travailler les questions de cours du mercredi, les exercices et le corrigé de OPT-TD-1.
  • Pour jeudi : préparer PTSI-TP-2. Ne pas oublier une blouse coton à la bonne taille.

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

Programmes de colle

Colle n°7 -- du 3 novembre au 7 novembre

OPT A : Modèle scalaire des ondes lumineuses
contenus capacités exigibles
  • Modèle de propagation dans l’approximation de l’optique géométrique.
  • Chemin optique. Déphasage dû à la propagation. Surfaces d’ondes. Théorème de Malus (admis).
  • Onde plane, onde sphérique ; effet d’une lentille mince dans l’approximation de Gauss.
  • Modèle d’émission. Relation (admise) entre le temps de cohérence et la largeur spectrale.
  • Détecteurs. Intensité lumineuse.
  • Utiliser une grandeur scalaire pour décrire un signal lumineux.
  • Exprimer le retard de phase en un point (par rapport à un autre) en fonction de la durée de propagation ou du chemin optique.
  • Associer une description de la formation des images en termes de rayon de lumière et de surfaces d’onde.
  • Utiliser la propriété énonçant que le chemin optique séparant deux points conjugués est indépendant du rayon de lumière choisi.
  • Citer l'ordre de grandeur du temps de cohérence ∆t de quelques sources de lumière.
  • Utiliser la relation ∆f. ∆t ≈ 1 pour lier la durée des trains d’ondes et la largeur spectrale ∆λ de la source.
  • Relier l’intensité lumineuse à la moyenne temporelle du carré de la grandeur scalaire optique.
  • Citer l’ordre de grandeur du temps d'intégration de quelques capteurs optiques.
  • Mettre en œuvre une expérience utilisant un capteur photographique numérique.
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.
Questions de colles PTSI n°3
  • Questions (cliquer pour afficher/cacher)
  1. Établir l’expression des capacités thermiques d’un gaz parfait en fonction de Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle R} et Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle \gamma} . La relation de Mayer devra être redémontrée.
  2. 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 Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle V_I} à un volume Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle V_F} au cours de laquelle les lois de Laplace du gaz parfait s’appliquent.
  3. Considérons un gâteau au chocolat de masse Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle m} , sorti d’un four à la température Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle T_{four}} et laissé à refroidir dans la cuisine de température Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle T_0} . Procéder au bilan entropique de la transformation. Commenter le signe de l’entropie créée.
    Donnée : inégalité de convexité du logarithme, Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle \forall x > 0, \ln x \leq x - 1}  ; l’expression de l’entropie d’une phase condensée est à connaître par l’étudiant.
  4. Un glaçon, de masse Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle m_1} et température Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle T_1} , est sorti du congélateur pour être mis dans un verre contenant une masse Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle m_2} d'eau à la température Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle 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 Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle T_F} du système entièrement liquide. Le résultat sera donné en fonction de l’enthalpie massique de fusion Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle \Delta_{fus} h} , de la température Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle T_{fus}} de fusion de l’eau et des capacités thermiques massiques Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle c_{sol}} et Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle c_{liq}} . Comment déterminer la masse minimale du glaçon pour qu’il ne fonde pas totalement ?
  5. Un glaçon, de masse Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle m_1} et température Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle T_1} , est sorti du congélateur pour être mis dans un verre contenant une masse Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle m_2} d'eau à la température Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle 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 Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle T_F} du système final. Le résultat sera donné en fonction de l’enthalpie massique de fusion Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle \Delta_{fus} h} n de la température Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle T_{fus}} de fusion de l’eau et des capacités thermiques massiques Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle c_{sol}} et Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle c_{liq}} . Comment déterminer la masse minimale du glaçon pour qu’il ne fonde pas totalement ?
  • Réponses (cliquer pour afficher/cacher)
  1. Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle C_P - C_v = nR} (à redémontrer). On en déduit : Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle C_p = \frac{\gamma nR}{\gamma-1}} et Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle C_v = \frac{nR}{\gamma-1}} .
  2. 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 : Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle P_IV_I^\gamma = P_FV_F^\gamma} ou, de façons équivalentes, Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle T_IV_I^{\gamma-1} = T_FV_F^{\gamma-1}} et Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle 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 : Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle W = C_v (T_F -T_I)} .
  3. Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle Q = mc (T_0 - T_{four})}  ; Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle S^e = mc\frac{T_0 - T_{four}}{T_0}}  ; Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle \Delta S = mc \ln\left(\frac{T_0}{T_{four}}\right)}  ; Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle S^c = mc\left( \ln\left(\frac{T_0}{T_{four}}\right) - \frac{T_0 - T_{four}}{T_0}\right) \geq 0} .
  4. On fait un bilan d'enthalpie : Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle 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 Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle T_F} . On a fait l'hypothèse que le glaçon fond totalement donc Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle T_F > T_{fus}} . Si Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle T_F < T_{fus}} alors le système final est entièrement solide. Si Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle T_F = T_{fus}} alors il y a possibilité d'équilibre entre le liquide et le solide : on cherche Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle m_1} qui permet de vérifier cette égalité.
  5. On note Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle m_f} la masse de glaçon qui a fondue. On fait un bilan d'enthalpie : Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle 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 Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle T_F} . On cherche cherche Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle m_1} telle que Échec d'analyse (MathML avec SVG ou PNG en secours (recommandé pour les navigateurs modernes et les outils d’accessibilité): Réponse invalide(« Math extension cannot connect to Restbase. ») du serveur « https://wikimedia.org/api/rest_v1/ » :): {\displaystyle m_1 = m_f} .

Travaux dirigés

Compétences transverses
Cristallographie
Induction et forces de Laplace
Électronique
Optique ondulatoire

Travaux pratiques

Capacités numériques

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 = 0,726) 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 72,6 % des écarts de notes en DS entre deux élèves par leurs écarts de connaissance du cours. Les autres paramètres d'influence pouvant expliquer les 27,4 % 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.

TIPE (mis à jour le 26 septembre 2025)

Généralités

  • Calendrier TIPE (cliquer pour afficher)
Calendrier session 2025
Étape 1 Titre et MCOT du 16 janvier à 9 h au 6 février 2025 à 14 h
Étape 2 Présentation du 25 février à 9 h au 10 juin 2025 à 14 h
Étape 3 Validation du 12 juin à 9 h au 19 juin 2025 à 14 h

Critères minimaux de présentation

  • un format 4/3 (largeur/hauteur = 1,33), sinon le serveur refusera votre dépôt de fichier ;
  • une taille inférieure à 5 Mo, sinon le serveur refusera votre dépôt de fichier ;
  • des numéros de page à chaque diapositive ;
  • une diapositive de titre avec le titre de votre TIPE et votre nom ;
  • une diapositive d'introduction à votre sujet et à ses objectifs ;
  • une diapositive de plan/sommaire, avec une numérotation de chaque item ;
  • un développement qui reprend la numérotation du plan/sommaire ;
  • une diapositive de conclusion.

La longueur de la présentation doit être adaptée à la durée : 5 min pour le premier passage.

Penser à : ne pas trop charger les diapositives en textes, rester synthétique, inclure des photos, schémas, plans permettant de comprendre votre travail expérimental (réalisé ou à réaliser), courbes/tableaux de résultats (si vous en avez sinon des ordres de grandeurs attendus).

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, c'est-à-dire le mercredi avant 16 h pour le lundi suivant.

Quelques éléments de code utile pour le TIPE

Moteurs de recherche spécialisés

Documentations, scripts et logiciels

Tracking video

Textes officiels

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

Autres pages web des prépas du lycée Voltaire

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