Concours Centrale Supélec

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Niveau: Elementaire
PHYSIQUE I Concours Centrale-Supélec 2004 1/8 PHYSIQUE I Filière TSI Les quatre parties de ce problème sont partiellement indépendantes. Les parties III et IV ne requièrent aucune connaissance de physique atomique ou de physique nucléaire. Dans ces parties, le poids des particules élémentaires est évidemment négligé. Données : désignent les vecteurs unitaires d'un repère orthonormé direct lié à un référentiel galiléen. Partie I - Dipôle magnétique : définitions et propriétés fondamentales On considère une spire de forme rectangulaire ( , , , ), parcourue par un courant continu I (figure 1). Cette spire est placée dans un champ magnétique constant et uniforme . I.A - Déterminer soigneusement les forces (où ) exercées par le champ sur chaque côté de la spire (voir figure 1). En déduire la force magnétique résultante sur la boucle. I.B - Vérifier que le système des forces exercées par le champ magnétique est un couple. Déterminer les moments (où ) par rapport au centre du rectangle, des actions exercées par le champ sur chaque côté de la spire (on pourra calculer les composantes de ces vecteurs sur ) et en Charge de l'électron (module) : Masse de l'électron : Masse du proton : Masse de l'atome d'argent : Constante de Planck : On pose e 1 602.10 19– C,= m 9 109.10 31– kg,= M 1 67.10 27– kg,= M Ag 1 80.10 25– kg,= h 6 626.10 34

  • atome

  • electron

  • mouvement

  • vec- teur unitaire normal au plan de la bobine

  • moment magnétique

  • ?0 ?0

  • ?max ?0

  • vecteurs unitaires

  • champ magnétique


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Langue Français
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PHYSIQUE I
Concours Centrale-Supélec 2002
1/10
PHYSIQUE I
Filière PC
Dans ce problème, on s’intéresse à divers aspects de la propagation et de la pola-
risation d’ondes électromagnétiques dans les milieux diélectriques. Dans
l’ensemble de l’énoncé les vecteurs sont notés en caractère gras.
• La partie I -
rappelle quelques généralités sur la propagation d’ondes élec-
tromagnétiques dans un milieu diélectrique ;
• la partie II - rend compte de l’effet Faraday dans un milieu diélectrique, dans
le cadre du modèle de l’électron élastiquement lié.
0.0.1)
Remarque : le même effet pourrait être envisagé dans un milieu
magnétique (exemple : ferrite).
Dans tout le problème,
et
désignent respectivement la densité
volumique de charge dite « libre » et le vecteur densité de courant dit « libre ».
Ces deux grandeurs ne doivent pas être confondues avec les charges de polari-
sation et les courants de polarisation et d’aimantation.
Par ailleurs,
désigne la célérité de la lumière dans le vide. À toute grandeur
réelle du type
, on pourra associer la grandeur
complexe
.
et
désignent respecti-
vement les parties réelles et imaginaires de . Dans tout le problème, l’espace
est muni d’un trièdre orthonormé direct
. Par ailleurs, les notations
,
,
et
désignent des grandeurs indépendantes des coordonnées spa-
tiales.
Toutes les données utiles, ainsi qu’un formulaire, sont fournis en fin de pro-
blème.
Partie I - Ondes électromagnétiques dans un milieu
diélectrique
I.A - Propagation dans un milieu diélectrique.
I.A.1)
Rappeler les équations de Maxwell dans le vide en présence de charges
et de courants.
I.A.2)
Dans cette question, on prend en compte les propriétés électriques et
magnétiques du milieu considéré.
ρ
M
t
,
(
)
j
M
t
,
(
)
c
f
M
t
,
(
)
A
M
(
)
B
M
(
)
ω
t
(
)
cos
=
f
M
t
,
(
)
A
M
(
)
j
B
M
(
)
ω
t
(
)
{
}
exp
=
Re f
(
)
Im f
(
)
f
u
x
u
y
u
z
,
,
(
)
E
0
E
0
B
0
B
0