Physique,
concours
adjoint technique principal Versailles
2021.
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d’int�r�ts.
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Les trous d’Young.
Un lundi matin, vous apprenez qu’il vous faut commander un jeu de 9
trous d’Young, pour une activit� exp�rimentale le lundi matin de la
semaine suivante.
FRAIS DE PORT OFFERTS* d�s 80 € d'achat
Diapositive : Trous d'Young � �cartement variable 9,30€ HT
TVA (taux standard) 20%
Livraison normale (Sous 8 jours pour toute la m�tropole). Frais d'envoi : 9.50 € TTC
Livraison express* (48h) Frais d’envoi suppl�mentaires : 9.50 € TTC
* Seuls les frais de livraison normale sont offerts
Q36 - Calculer le prix TTC d’une diapositive, en justifiant la d�marche.
Q37 - Calculer le prix de la commande en justifiant les choix �ventuellement faits.
Un jeu de 9 trous d'Young TVA comprise : 9 x 9,30 x1,20 =100,44 €.
Livraison express : 2 x 9,50 = 19 €.
Total : 100,44 +19 = 119,44 €.
Q38 - Attribuer aux zones les domaines de longueur d’ondes correspondants : ultraviolet, visible, infra-rouge et rayons X.
Q39 - Parmi les
domaines de longueur d’onde �voqu�s � la question pr�c�dente, indiquer
celui qui pr�sente le plus de risques pour l’�tre humain.
Rayons g.
Q40 - Indiquer les valeurs des longueurs d’ondes qui d�limitent le domaine visible.
400 nm ; 780 nm.
Q41 - Donner la signification du pictogramme pr�sent sur le laser et sur sa notice.
Q42 - D�terminer la couleur du laser en justifiant.
Longueur s'onde 650 nm, couleur rouge.
Q43 - Donner la tension avec laquelle il faut alimenter le laser pour qu’il fonctionne correctement.
230 V.
Q44 - Expliquer ce que l’on observe si on interpose un filtre bleu devant le laser.
Le lasder rouge ne traverse pas le filtre bleu.
Q45 - Indiquer le risque pour le filtre.
Destruction par �chauffement.
Q46 - En d�duire la fr�quence du laser en Hz (en �criture scientifique) puis la convertir en GHz.
f = c / l = 3,00 108 / (650 10-9) =4,62 1014 Hz =4,62 105 GHz
On utilise ce laser dont le faisceau p�n�tre dans un dispositif de trous d’Young de diam�tre a et s�par�s par une distance e situ� � une distance D = 0,80 m d’un �cran blanc.
Q47 - Faire un sch�ma l�gend� repr�sentatif de l’exp�rience.
Q48 - Nommer les ph�nom�nes mis en �vidence.
Diffraction par chaque trou et interf�rences.
Q49 - Dessiner la figure observ�e sur l’�cran.
L’�cran peut �tre remplac� par une webcam, le traitement et l’analyse
d’images se feront alors par l’interm�diaire du logiciel SalsaJ�
(logiciel Open source/Windows). Le fichier image est enregistr� par la
webcam dans un format compatible.
Q50 - Cocher les extensions de fichiers qui peuvent correspondre � un fichier image :
.zip .jpeg .jpg .png .doc .exe .sys .avi .html .py
Q51 - Donner la signification des lettres dans ExAO.
Exp�rience assist�e par ordinateur.
Q52 - Identifier le syst�me d’exploitation n�cessaire pour utiliser SalsaJ� et en nommer un autre.
Windows XP / Vista /7 /8 /10 /11.
L’interfrange (i) est la distance entre deux franges cons�cutives de
m�me intensit� lumineuse. Dans le cas des trous d’Young, elle r�pond �
l’expression suivante :
i = l D / e.
avec toutes les grandeurs en m
Q53 - Sachant que 10i = 17 mm, en d�duire la distance e s�parant les deux trous. Expliquer pourquoi il est pr�f�rable de mesurer 10i.
Mesurer 10 i augmente la pr�cision sur l'interfrange.
e = lD / i = 650 10-9 x0,80 / (1,7 10-3) ~ 3,0 10-4 m.
Q54 - Expliquer comment va �voluer la valeur de l’interfrange si l’exp�rience est r�alis�e avec un laser de couleur bleue.
La longueur d'onde du bleu est inf�rieure � celle du rouge. En lumi�re
bleue, l'interfrange sera inf�rieure � l'interfrange du rouge
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Circuit RC.
Q55 - Nommer le mat�riel.
Q56 - Indiquer trois utilisations possibles de l’appareil ①.
Voltm�tre, amp�rem�tre, ohmm�tre.
Un professeur apporte deux exemplaires d�fectueux de l’appareil ①
Q57 - Le premier appareil ne s’allume pas. Indiquer la premi�re chose � v�rifier pour essayer d’identifier la panne de cet appareil.
V�rifier l'�tat du fusible et l'�tat de la pile..
Q58 - Le deuxi�me
appareil mesure des tensions mais ne parvient pas � mesurer des
intensit�s. Proposer une cause possible de cette panne.
Fusible grill�.
Afin de tester le bon fonctionnement de ces appareils, on les utilise
en constituant un circuit s�rie compos� d’un g�n�rateur de tension
continue E = 12,0 V, d’une r�sistance variable Rv et d’une r�sistance
R. On mesure la tension UAB aux bornes du conducteur ohmique et l’intensit� du courant I circulant dans le circuit, � l’aide de deux multim�tres. On note URv
la tension aux bornes de la r�sistance Rv. Les diff�rentes valeurs sont
report�es dans un tableur pour une exploitation informatique des
donn�es.
Q59 - Sch�matiser le circuit en pla�ant les deux appareils de mesure.
Q60 - Lors de la
mise sous tension du montage, l’amp�rem�tre affiche une valeur
n�gative. Indiquer ce qu'il faut faire pour que la valeur soit positive.
Permutter les bornes COM et A.
Q61 - Indiquer deux extensions qui peuvent correspondre � un fichier de type tableur.
xls ; xlsx ; ods.
Ici le condensateur est un condensateur dont la capacit� affich�e est
de 100μF � 20% et le conducteur ohmique a une r�sistance affich�e de
1kΩ � 5%.
Le circuit sch�matis� permet d’effectuer la charge, puis la d�charge du condensateur.
Q62 - Donner les encadrements des valeurs que peuvent prendre la capacit� du condensateur et la r�sistance du conducteur ohmique.
80 �F ; 120 �F.
0,95 kW ; 1,05 kW.
Q63 - Expliquer comment obtenir la charge, puis la d�charge du condensateur � l’aide du montage.
Charge : interrupteur en position 1 ; d�charge : interrupteur en position 2.
Pour des constantes de temps inf�rieures � 1 seconde, l’observation de
la charge et de la d�charge est plus ais�e en utilisant un
oscilloscope. On utilise alors comme source de tension une sortie
particuli�re du GBF appel�e sortie TTL. Le GBF d�livre alors une
tension cr�neau entre 0 et 5V, seule la fr�quence de cette tension est
r�glable.
Il est �galement possible d’utiliser le GBF avec la sortie principale,
en choisissant un type de signal cr�neau et en r�glant l’OFFSET.
Q64 - Donner la signification des lettres GBF.
G�n�rateur Basse Fr�quence.
Q65 - Expliquer ce qu’est l’OFFSET.
Une tension continue s'ajoute � une tension alternative.
Q66 - Compl�ter le Document n�8 avec les propositions donn�es.
① R�glage du type de signal ④ R�glage de la fr�quence ⑥ Sorite TTL
② R�glage de l’amplitude ⑤ R�glage de l’OFFSET ⑦ Sortie principale.
③ R�glage de la gamme de fr�quence.
Q67 - Faire appara�tre une p�riode T sur l’oscillogramme.
Q68 - D�terminer le plus pr�cis�ment possible la p�riode T de ce signal. Expliquer votre d�marche.
Q69 - En d�duire la fr�quence de ce signal.
1 / T = 1 / 10-3 = 1000 Hz.
Q70 - Indiquer si le GBF est bien r�gl�. Si non, expliquer les r�glages � effectuer.
On peut choisir 100 �s / div et 1 V / div avec un d�calage.
Q71 - Indiquer ce qu’est un microcontr�leur : (Cocher la bonne r�ponse). Un condensateur Un circuit int�gr� vrai Un amplificateur op�rationnel (AO) Un transistor
Q72 - Indiquer ce qu’est � Python � : (Cocher la bonne r�ponse). Un logiciel libre et open source Un navigateur s�curis� Un langage de programmation vrai Un microcontr�leur
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