Statistiques jury
Comment les candidats s'en sont sortis
Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.
Moyenne
6.99
Médiane
6.3
Écart-type
4.18
Q1 (25%)
3.7
Q3 (75%)
9.6
Candidats présents
3 555
sur 3 737 inscrits · 4.9% d'absents
Analyse
Ce qu'a observé le jury
Synthèse Hadamard du rapport officiel — citations, chiffres et conseils du jury.
Présentation du sujet
Sujet consacré à l'étude, théorique puis expérimentale, de l'interaction de Van der Waals entre deux atomes de Rubidium placés dans des états très excités dits « de Rydberg ». À l'aide du modèle du dipôle électrostatique au programme de PCSI, on aboutit, dans la première partie, aux expressions théoriques de l'énergie potentielle et de la force d'interaction de Van der Waals entre deux atomes de rubidium. Puis, dans une deuxième partie, on s'intéresse aux niveaux d'énergie et à la polarisabilit…
Structure de l'épreuve
- Partie I — Partie I — Étude de la force de Van der Waals(Q1-Q14)Difficile
I.A — Définition du dipôle électrostatique et de son moment dipolaire (exemple, ordre de grandeur). I.B — Potentiel et champ électrique d'un dipôle (à grande distance, sphériques, lignes de champ). I.C — Polarisabilité d'un atome (dipôle induit, moment dipolaire α ε_0 E_ext, signe de α). I.D — Éner…
- Partie II — Partie II — Atomes de Rydberg(Q15-Q26)Difficile
II.A — Atome d'hydrogène (Bohr, mouvement à force centrale, moment cinétique, état ionisé n → +∞, chiffres significatifs). II.B — Niveaux d'énergie de l'atome d'hydrogène (n=100, λ = hc/(E_I/n²)). II.C — Sodium de Rydberg (analogie hydrogène, électron de valence, lien avec analyses de documents).
- Partie III — Partie III — Mesure de l'énergie d'interaction VdW à l'aide de pinces optiques laser(Q27-Q46)Très difficile
III.A — Régime permanent sinusoïdal forcé (cos(ωt - kz), équation différentielle d'ordre 2 en complexe, puissance moyenne du Poynting, vecteur, B = u∧E/c). III.B — Pinces optiques laser, faisceau gaussien (échelles, longueur L_R, divergence, F'/f', diagrammes en échelle logarithmique).
Analyse globale du jury
« Le sujet, bien que de longueur raisonnable, relativement progressif et sans trop de difficulté n'a pas été abordé en totalité par de nombreux candidats : les résultats sont décevants, d'autant plus que la longue et exceptionnelle période de révision due à la crise sanitaire aurait pu être favorable aux candidats. On pouvait s'attendre à ce que le cours soit mieux maitrisé que lors des sessions précédentes. La présentation des copies est globalement satisfaisante ; ont été sanctionnées celles qui ressemblent davantage à un brouillon qu'à une œuvre d'un étudiant motivé. Une minorité de candidats pense à valider les résultats : tests d'homogénéités, de variation des paramètres, confrontation avec des valeurs numériques connues. Et pourtant, ces points sont valorisés ! Les candidats armés d'u… »
Top pièges sanctionnés
Définition du dipôle électrostatique floue (Q1)-1 pts
« Trop peu de candidats connaissent la définition rigoureuse d'un dipôle électrostatique et nombre d'entre eux la confondent avec celle d'un dipôle magnétique, voire avec celle d'un dipôle électrocinétique. »
Exemples farfelus de dipôle (Q2)-1 pts
« Donner comme exemple de dipôle électrostatique « un grain de riz » ou « une résistance électrique » montre tout de suite au jury que le candidat n'a pas compris le sujet. La molécule d'eau est trop peu souvent citée, alors que c'est l'exemple emblématique. De plus, l'atome d'hydrogène ne peut pas être considéré comme un dipôle électrostatique, sauf s'il est soumis à un champ électrique extérieur. »
Théorème de Gauss mal appliqué — symétries (Q7)-2 pts
« Un nombre non négligeable de candidats n'a pas pensé à calculer le champ électrique pour en déduire la force électrique. L'application du théorème de Gauss est généralement maitrisée, mais la rédaction laisse à désirer. Notamment, il faut savoir identifier la source du champ électrique, l'étude de ses symétries aboutissant à un renseignement sur la direction du champ, l'étude de ses invariances aboutissant à un renseignement sur la dépendance du champ. En symétrie sphérique c'est une erreur de dire que le vecteur champ électrique ne dépend que de la coordonnée r. »
Mouvement à force centrale circulaire uniforme — faux (Q15)-2 pts
« Trop nombreux sont les candidats semblant penser qu'un mouvement circulaire est nécessairement uniforme ou qu'un mouvement à force centrale est nécessairement circulaire uniforme. D'autres ont tenté de démontrer que le mouvement était circulaire, mais ce n'était pas la question ! »
Résultat correct depuis expression fausse (Q19)-2 pts
« De nombreuses tromperies ont été commises ici : avoir une expression littérale fausse mais donner le résultat correct se trouvant dans le sujet est très mal vu par le correcteur qui assimile cela à de la malhonnêteté intellectuelle ! L'erreur principale sur cette question fut de ne considérer que l'énergie potentielle ou que l'énergie cinétique, au lieu de l'énergie mécanique totale. »
Chapitres clés à maîtriser
Source : Rapport du jury Centrale-Supélec · Physique PC, session 2020 · PDF officiel ↗
Ressources
Téléchargements
Sujet officiel, corrigé Hadamard et rapport jury — tout en un endroit.
FAQ
