Analyse
Ce qu'a observé le jury
Synthèse Hadamard du rapport officiel — citations, chiffres et conseils du jury.
Présentation du sujet
Sujet revenant sur les expériences de Jean Perrin (1907-1909) qui ont validé l'existence des atomes. Quatre parties : équilibre vertical d'un gaz à température ambiante (thermodynamique), équilibre de sédimentation (diffusion de particules), modèle de Langevin (mécanique), observations optiques au microscope (optique géométrique). 24 questions au total mêlant cours, exploitations graphiques, modélisation, calculs applicatifs sans calculatrice et discussions argumentées d'ordres de grandeur.
Structure de l'épreuve
- Partie I — Partie 1 — Équilibre vertical d'un gaz (thermodynamique)(Q1-Q6)Niveau attendu
Q1 mal menée (température et pression non en SI, erreurs sur le rapport volume sphères/récipient). Q2 caractéristiques du gaz parfait. Q3 manque de compréhension fondamentale des lois de la thermodynamique. Q5 erreurs sur l'application numérique de la hauteur H.
- Partie II — Partie 2 — Équilibre de sédimentation (diffusion)(Q7-Q14)Difficile
Q9 peu abordée. Q10 calcul via divergence du courant de diffusion sans justifier la première constante d'intégration nulle. Q12 peu de rigueur dans le raisonnement pour aboutir au calcul de c0. Q13 valeurs de Hb trop éloignées non créditées. Q14 erreurs dans le calcul de kb (valeur à connaître).
- Partie III — Partie 3 — Modèle de Langevin (mécanique)(Q15-Q20)Difficile
Q19 erreurs dans les ordres de grandeur, peu d'argumentation critique. Q20 très peu abordée. Modélisation et calculs sans calculatrice.
- Partie IV — Partie 4 — Observations optiques au microscope(Q21-Q24)Niveau attendu
Q21 conditions de Gauss souvent formulées de manière incomplète. Q23 le jury accepte une étude d'ordre de grandeur sans application numérique pour la première partie.
Analyse globale du jury
« L'épreuve a permis d'opérer une distinction claire entre les candidats ayant fait preuve de rigueur dans le choix de la modélisation et l'esprit critique pertinent par rapport à leurs résultats, et ceux qui ont parfois enchaîné des calculs sans tenir compte de ce qui les précédait ou mal compris les enjeux de la modélisation. Le barème tenait autant compte de résultats calculatoires que de leur discussion chiffrée et argumentée, ce qui n'a pas été compris par tous. Une partie du barème porte sur le commentaire argumenté des résultats ou sur les questions « qualitatives ». Les copies sont numérisées en très bonne qualité couleur — ne pas écrire au crayon papier, ni avec un stylo d'encre peu visible. »
Top pièges sanctionnés
Applications numériques fausses — puissances de dix et conversions d'unités (Q1)-2 pts
« Le jury est tolérant sur les applications numériques en décrétant un intervalle assez large. Malgré cela, les applications numériques sont trop souvent fausses, en particulier pour la Q1 qui ne présentait pas de difficultés majeures. Les erreurs de calcul sont dues en partie à la mauvaise compréhension des puissances de dix et des problèmes de conversion d'unité. »
Réponses incomplètes — improvisation et contradictions-2 pts
« Trop souvent les correcteurs ont l'impression que les candidats « improvisent » leur réponses, changent d'idée au milieu de leur rédaction, se contredisent, et fournissent des arguments sans raisonnement. »
Q12 — calcul de c0 sans rigueur-1 pts
« Très peu de rigueur dans le raisonnement pour aboutir au calcul de c0. Beaucoup de candidats ont répondu par : « la plupart des particules sont en dessous de Hb à cause de l'exponentielle », le jury a considéré la réponse comme incomplète. »
Brouillon affiché — copies pleines de ratures-1 pts
« Beaucoup de copies ressemblent à des « brouillons », avec énormément de ratures, parfois des pages entières. Le jury en tient rigueur et la notation est aussi fonction de la qualité de la copie. »
Q21 — conditions de Gauss incomplètes-1 pts
« Les conditions de Gauss ont été souvent formulées de manière incomplète. »
Résultats inhomogènes ou sans unité-1 pts
« Les résultats inhomogènes, ou avec des unités fausses, voire absentes, sont sanctionnés. »
Chapitres clés à maîtriser
Ressources
Téléchargements
Sujet officiel, corrigé Hadamard et rapport jury — tout en un endroit.
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