PC DEVOIR MAISON N° Lundi septembre Mardi septembre Approche d'un projecteur de diapositives extrait CCP PSI Capteur de température extrait CCP PC Electronique de réception extrait E3A PSI

De
Publié par

PC 2009-2010 DEVOIR MAISON N° 1 Lundi 7 septembre ! Mardi 15 septembre - Approche d'un projecteur de diapositives (extrait CCP PSI 2007) - Capteur de température (extrait CCP PC 2007) - -Electronique de réception (extrait E3A PSI 2007)

  • centre optique de la lentille mince

  • lentille

  • axe optique

  • relation entre la course

  • lentille divergente

  • largeurs des faisceaux

  • lentille convergente

  • faisceau incident


Publié le : lundi 18 juin 2012
Lecture(s) : 250
Source : cpge-brizeux.fr
Nombre de pages : 3
Voir plus Voir moins
PC 2011-2012 DEVOIR MAISON N° 1 Mercredi 7 septembre14 septembre Mercredi -Fibre optique(extrait Mines PC 2011)
´ ECOLE DES PONTS PARISTECH SUPAERO (ISAE), ENSTA PARISTECH, TELECOM PARISTECH, MINES PARISTECH, ´ MINES DE SAINT–ETIENNE, MINES DE NANCY, ´ ´` TELECOM BRETAGNE, ENSAE PARISTECH (FILIERE MP) ´ ` ECOLE POLYTECHNIQUE (FILIERE TSI) CONCOURS D’ADMISSION 2011 ´ SECONDE EPREUVE DE PHYSIQUE Filie`re PC (Dure´e de l’e´preuve: 4 heures) Lusagedelacalculatriceestautoris´e Sujet mis a` disposition des concours : Cycle international, ENSTIM, TELECOM INT, TPE–EIVP Lescandidatssontpri´esdementionnerdefac¸onapparentesurlapremi`erepagedelacopie: PHYSIQUE II — PC. Le´nonce´decette´epreuvecomporte6pages.
Si,aucoursdel´epreuve,uncandidatrep`erecequiluisembleeˆtreuneerreurde´nonce´,ilestinvite´a`le signalersursacopieeta`poursuivresacompositionenexpliquantlesraisonsdesinitiativesquilaura´et´e amen´e`aprendre. Ilnefaudrapash´esiter`aformulerlescommentaires(incluantdesconside´rationsnume´riques)quivous semblerontpertinents,meˆmelorsquele´nonc´eneledemandepasexplicitement.Lebar`emetiendracompte de ces initiatives ainsi que des qualite´s de re´daction de la copie. ` FIBRE OPTIQUE A SAUT D’INDICE Le´preuveestconstitu´eedetroispartiesinde´pendantes.Lapremie`repartieconcernel´etudedela propagationdelalumie`redansunebreoptiquedanslecadredeloptiqueg´eom´etrique.Ladeuxie`me partiecomple`telapremie`reene´tudiantlastructuretransverseduneonde´electromagn´etiquedansla bre,etlesconditionsdobtentiondunebremonomode.Enn,laderni`erepartietraitedeseffets nonline´airesdanslabre,notammentdeleffetKerroptique.Apre`sunemod´elisationmicroscopique decedernier,onsinte´resseauph´enom`enedauto-modulationdephaseeta`lexistencepossiblede solitonsoptiques.Lesapplicationsnume´riquesserontdonn´eesavec3chiffressignicatifs. Unebreoptiquea`sautdindice,repr´esent´eesurlagure1estform´eeduncœurcylindriqueen verre d’axe(Ox)d,deai`mteer2aet d’indicenqieudniidecentour´edunegaineoptn1`eegmerent´l infe´rieur a`n. Les deux milieux sont suppose´s homoge`nes, isotropes, transparents et non charge´s. Un rayonsitu´edansleplan(Oxy)entre dans la fibre au pointOavec un angle d’incidenceθ. Afin de ne pas confondre l’angleid’incidence sur la gaine avec le nombre complexe imaginaire pur de module 2 1, on notera ce dernierjtel quej=Qu1.coesquelsetnatsnnnodtnosenn´eespreud´eseevL. ! vecteurs sont surmonte´s d’un chapeau,u!x,ilsatriseuossnoutinche,dune`eE, dans le cas ge´ne´ral. I.Approcheg´eome´triquedelapropagation Danscettepartie,lesrayonslumineuxsontsuppos´esissusduneradiationmonochromatiquede fr´equencef, de pulsationωet de longueur d’ondeλdans le milieu constituant le cœur. ` 1 —´entse´eprrentsoselituselgnastnef´ersdifLerditionsuuelleconru1e.qAssrualgi, angle dincidence`alinterfacecœur/gaine,lerayonreste-t-ilconn´ea`lint´erieurducœur?Onnotei" l’angle d’incidence limite.
+a
y
airO r indice 1,000 ! -a
Fibreoptique`asautdindice
gaine d’indicen(milieu 3) 1 i
Cœur d’indicen(milieu 2)
gaine d’indicen1(milieu 1)
x
FIG. 1 – Fibre optique en coupe 2 —deicndineecee´ri´eglanlside´ce´rpvtseetneelacerqutionondinortMθinf´erieur`aunets angle limiteθ!dont on exprimera le sinus en fonction deneti!. En de´duire l’expression de l’ouverture num´eriqueON=sinθ!de la fibre en fonction denetn1uniquement. 3 —edeuqirDeoelruun´mnnrealavONpourn=1,50 etn1=1,47. On conside`re une fibre optique de longueurL. Le rayon entre dans la fibre avec un angle d’incidence θvariable compris entre 0 etθ!. On notec`imuderelsnadivee.lavitessedelal 4 —Pour quelle valeur de l’angleθ, le temps de parcours de la lumie`re dans la fibre est-il minimal ? maximal ?Exprimer alors l’intervalle de tempsδtentre le temps de parcours minimal et maximal en fonction deL,c,netn1. 2 5 —On pose 2Δ=1(n1/n). On admet que pour les fibres optiquesΔ"1. Donner dans ce cas l’expression approche´e deδten fonction deL,c,netΔ. On conservera cette expression deδtpour la suite du proble`me. Oninjectea`lentr´eedelabreuneimpulsionlumineuse A dunedur´eecaracte´ristiquet0=t2t1-sfniaapurm´eefor ceau de rayons ayant un angle d’incidence compris entre 0 etθ!. La figure 2 ci-contre repre´sente l’allure de l’amplitude Adu signal lumineux en fonction du tempst. t0 6 —uireprodReuoatnejaru2ealgl-aelitsula`ant luredusignallumineux`alasortiedelabre.Quelleestla #t dure´ecaract´eristiquetde l’impulsion lumineuse en sortie 0 t1t2 de fibre ? Le codage binaire de l’information consiste a` envoyer des impulsions lumineuses (appele´es«bits»)p´eriodiqFntmeueIG. 2 – Impulsion lumineuse avec une fre´quence d’e´missionF.
7 —En supposantt0ne´gligeable devantδtreouactntdneu´sdlnrtfiao´irpqnequellecoemission, Fexprime le non-recouvrement des impulsions a` la sortie de la fibre optique? Pour une fre´quenceF´nnodlolaitn´end,oeengueurmaximaleLmaxde la fibre optique permettant d’e´viter le phe´nome`ne de recouvrement des impulsions. On appelle bande passante de la fibre le produitB=LmaxF. 8 —Exprimer la bande passanteBen fonction dec,netΔ. 9 —Calculer la valeur nume´rique deΔet de la bande passanteB(xenMHz´eeeprimkm) avec les 1 valeurs denetn1donne´es dans la question 3. Pour un de´bit d’information deF=100 Mbits.s= 100 MHz, quelle longueur maximale de fibre optique peut-on utiliser pour transmettre le signal? Commenter la valeur deLmaxobtenue. FIN DE LA PARTIE I
Page 2/6
Soyez le premier à déposer un commentaire !

17/1000 caractères maximum.