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Annale · 2020Session du 29 avril 2020

Physique I Mines-Ponts MP 2020 — sujet, corrigé et rapport jury

Sujet « Au temps des Mayas » en deux parties indépendantes : couleur de la Lune lors d'une éclipse totale (atmosphère isotherme, électromagnétisme) et écho d'un claquement de mains sur l'escalier d'une pyramide maya (analyse spectrale, interférences). Le jury salue le « niveau globalement très correct » malgré la session COVID. Sujet, corrigé et synthèse jury.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Aperçu rapide

Top piège du sujet : Estimation de Hc erronée d'un facteur mille (Q3)

Analyse

Ce qu'a observé le jury

Synthèse Hadamard du rapport officiel — citations, chiffres et conseils du jury.

Présentation du sujet

Sujet « Au temps des Mayas » en deux parties indépendantes. Q1-Q15 : visibilité et couleur de la Lune lors d'une éclipse totale (diffraction, atmosphère isotherme, électromagnétisme, atténuation, déviation par l'atmosphère). Q16-Q28 : écho d'un claquement de mains sur l'escalier d'une pyramide maya à Chichén Itzá (spectres de signaux périodiques, théorème de Shannon, chant du quetzal, interférences entre ondes réfléchies par marches successives).

Structure de l'épreuve

  1. Partie IVisibilité et couleur de la Lune (Q1-Q15)(Q1-Q15)Difficile

    Q1 réponses 3 ou 4 non acceptées. Q2 moitié propose θ_d = r_L/T_L. Q3 Hc erronée d'un facteur mille. Q4 isotherme jugé à tort irréaliste (20°C vs -20°C). Q6 Poynting incompatible avec notation complexe, unités E incorrectes. Q11 erreurs DL et facteur 1/Hc. Q15 moitié dit Lune bleue (faux : rouge).

  2. Partie IIÉcho de la pyramide maya (Q16-Q28)(Q16-Q28)Niveau attendu

    Q16 fondamental ok, amplitude pic 2 délicate. Q17 Shannon ratée (3 kHz au lieu de 2·f_max). Q19 condition sur τ_d trop vague. Q21 erreur signe dans phase « t + dn/cs », oubli facteur 2. Q24 certains disent « multiple de π » au lieu de 2π pour interférences constructives. Q25 dn raté (Pythagore).

Analyse globale du jury

« Pour cette épreuve de la filière MP, les copies sont dans l'ensemble agréables à lire (propreté, présentation, rédaction). Le jury tient à saluer le niveau globalement très correct de l'ensemble des copies, malgré les conditions difficiles de cette fin d'année scolaire (session COVID), et la pugnacité des candidats et de leurs enseignants, qui se sont accrochés durant ces derniers longs mois. Rappels du jury : une présentation soignée dispose très favorablement le correcteur ; une application numérique sans unité vaut 0 (et le « S.I. » n'est pas admis) ; une courbe sans légende des axes vaut 0 ; paraphraser la question n'a jamais fait office de réponse. »

Top pièges sanctionnés

  • Estimation de Hc erronée d'un facteur mille (Q3)

    « Q3 - L'estimation de la hauteur Hc a régulièrement été erronée d'un facteur mille. »

  • Notation complexe utilisée pour le vecteur de Poynting (Q6)

    « Q6 - Les candidats ayant utilisé la notation complexe dans la question précédente ont rarement conscience que cette notation ne peut pas être utilisée pour exprimer le vecteur de Poynting. Les unités du champ électrique sont incorrectes dans la moitié des copies. La mention « USI » n'est pas assez explicite pour être acceptée. »

  • Lune éclipse = bleue (au lieu de rouge) — Q15

    « Q15 - Une moitié des copies indique que la Lune totalement occultée est bleue. »

  • Théorème de Shannon mal appliqué (Q17)

    « Q17 - L'estimation de Ta est presque toujours bonne. La formule de Shannon a posé plus de difficultés. Les valeurs erronées, fréquemment proposées, ont été 3 kHz (en ne considérant que le pic 1) ou 1,5 kHz (en divisant par 2 la fréquence du pic 2, par mauvaise connaissance de la formule de Shannon). »

  • Application numérique sans unité = 0 ; courbe sans légende = 0

    « Sur le fond, on rappelle qu'une application numérique donnée sans unité vaut 0 (et que le « S.I. » n'est en général pas admis), qu'une courbe dont la légende des axes n'est pas indiquée vaut aussi 0, que paraphraser la question n'a jamais fait office de réponse. Des résultats donnés sans justification et sans la moindre rédaction ne peuvent pas être pris en compte. »

Chapitres clés à maîtriser

Atmosphère et hydrostatique — modèle isotherme, hauteur caractéristique
Ondes électromagnétiques — polarisation, vecteur de Poynting (réel, pas complexe)
Interaction lumière-matière — atténuation, diffusion Rayleigh, couleur de la Lune éclipsée
Analyse spectrale — théorème de Shannon, spectres de signaux périodiques, interférences acoustiques

Source : Rapport du jury Mines-Ponts · Physique MP, session 2020 · PDF officiel ↗

Ressources

Téléchargements

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Questions fréquentes — 2020

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