Statistiques jury
Comment les candidats s'en sont sortis
Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.
Moyenne
9.18
Médiane
8.9
Écart-type
3.58
Q1 (25%)
6.5
Q3 (75%)
11.3
Candidats présents
3 443
sur 3 670 inscrits · 6.2% d'absents
Analyse
Ce qu'a observé le jury
Synthèse Hadamard du rapport officiel — citations, chiffres et conseils du jury.
Présentation du sujet
Sujet en quatre parties largement indépendantes étudiant un dispositif qui réalise un condensat de Bose-Einstein d'un gaz de rubidium 87. Ce phénomène, prédit en 1925 par Albert Einstein et Satyendranath Bose, a été observé pour la première fois dans un gaz dilué en 1995, réalisation expérimentale récompensée en 2001 par le prix Nobel de physique. Étude basée sur les lois de la physique classique (mécanique du point, thermodynamique, magnétostatique, optique, électromagnétisme) et de quelques n…
Structure de l'épreuve
- Partie I — Partie I — Le critère de condensation(Q1-Q4)Niveau attendu
Analyse dimensionnelle, longueur d'onde thermique de Broglie Λ_T = h/√(2π M k_B T), densité dans l'espace des phases D = Λ_T³ n*, recouvrement des fonctions d'onde.
- Partie II — Partie II — Du four à la mélasse transverse(Q5-Q9)Niveau attendu
Vitesse moyenne (10² m/s), équation pour v_z (PFD), bilan des forces, loi de Fick (proscrite ici).
- Partie III — Partie III — Le ralentisseur et le piège magnéto-optique(Q10-Q30)Très difficile
Connaissances laser, longueur de Rayleigh, facteur de qualité, équation différentielle canonique, charge q_e négative (-q_e ou |q_e|), DL pour résultat numérique nul à la calculatrice, bilan de puissance, tracé pour δ négatif/positif, vitesse en sortie ralentisseur, cinématique, schéma sens des cou…
- Partie IV — Partie IV — Refroidissement évaporatif et condensation de Bose-Einstein(Q31-Q45)Très difficile
Symétries de la distribution de courant, contour d'Ampère, changement de repère cartésien/polaire, cours bien connu (Q35-Q36), bilan d'énergie, variations infinitésimales (Q38-Q39), résolution de problème Q44 (condensation), principe d'incertitude (« indétermination » et non « incertitudes »).
Analyse globale du jury
« Le sujet est de longueur raisonnable et relativement progressif : quelques candidats ont abordé la plupart des questions. Dans la continuité des années précédentes, le jury a été particulièrement attentif à la validité scientifique des justifications données, et à la qualité de la rédaction. Ainsi les candidats armés d'une bonne connaissance du cours et des acquis de travaux pratiques, d'un bon sens physique, d'une bonne capacité d'analyse et d'une bonne maitrise des méthodes habituelles (effectuer un bilan d'énergie, mettre en place de façon rigoureuse un principe fondamental de la dynamique, étudier les symétries et les invariances des causes afin d'en déduire des propriétés sur leurs effets, exploiter l'analyse dimensionnelle...), ont pu valoriser leurs qualités, sous réserve d'une réd… »
Top pièges sanctionnés
Vitesse en m/s sans puissance de 10 (Q5)-1 pts
« Un certain nombre d'applications numériques sont demandées (10% du barème), la plupart demandent des résultats en ordre de grandeur, le jury rappelle alors aux candidats que le résultat attendu est une puissance de dix, accompagnée de son unité. Dans ce cas, un résultat donné avec un chiffre significatif est toléré, mais au-delà d'un chiffre significatif, le candidat n'a pas répondu correctement à la question, et se voit sanctionné. »
PFD écrit sans système / référentiel galiléen (Q7)-1 pts
« L'équation vérifiée par v_z étant obtenue par application d'un principe fondamental de la dynamique, il est indispensable d'expliciter le système et le considérer ponctuel, de définir le référentiel et le considérer galiléen et d'effectuer un bilan des forces. »
Charge q_e positive — non-cohérence (Q13)-1 pts
« La charge q_e de l'électron étant négative, l'expression de l'amplitude X(ω) des oscillations doit donc faire apparaitre -q_e, |q_e| ou e. »
Application numérique = 0 sans DL (Q14)-2 pts
« L'application numérique directe donne un résultat nul à la calculatrice, il faut penser à effectuer un développement limité de l'expression avant de faire l'application numérique. »
Vitesses physiquement absurdes (Q17)-2 pts
« Le tracé doit être fait pour δ variant des valeurs négatives aux valeurs positives, en effet δ n'a aucune raison d'être strictement positif. Cette question, très abordable, a pourtant été très mal traitée par les candidats. Nombreux sont ceux qui trouvent une vitesse en sortie du ralentisseur supérieure à la vitesse d'entrée, parfois même supérieure à la vitesse de la lumière et qui ne réagissent pas ! »
Chapitres clés à maîtriser
Source : Rapport du jury Centrale-Supélec · Physique PC, session 2019 · PDF officiel ↗
Ressources
Téléchargements
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FAQ
