Analyse
Ce qu'a observé le jury
Synthèse Hadamard du rapport officiel — citations, chiffres et conseils du jury.
Présentation du sujet
Sujet « Le marteau de Thor » sur la naine blanche LAWD 21. Quatre parties : intro sur la masse volumique très élevée ; trois aspects du spectre (raies de Lyman, énergie de Rydberg dans le modèle de Bohr, loi de Wien et température atmosphérique) ; équilibre des pressions de dégénérescence quantique et gravitationnelle conduisant au rayon ; et état solide ou liquide évalué par le critère de Lindemann sur l'amplitude des vibrations des noyaux.
Structure de l'épreuve
- Partie I — Introduction — masse volumique d'une naine blanche(Q1-Q2)Abordable
Q1 conversions d'unités volumiques souvent fatales. Q2 question de culture générale en physique généralement bien traitée — réponses parfois trop longues (poser le calcul, conduire, conclure).
- Partie II — Spectre de l'étoile — Lyman, Bohr, Wien(Q3-Q12)Niveau attendu
Q3 piège classique : ne pas confondre énergie de l'électron et énergie du photon (différence d'énergie). Q4 réponse qualitative acceptée si rigoureusement logique. Q9 problème d'appropriation : la loi de Planck est explicitement donnée. Q10 peu abordée — kBT méconnu.
- Partie III — Équilibre des pressions de dégénérescence(Q13-Q17)Difficile
Q14 piège technique : Pg dV* = dEg ne s'intègre pas en Pg = Eg/V*, mais conduit à Pg = dEg/dV*. Q15 équilibrer les deux pressions en maintenant l'homogénéité. L'application numérique fastidieuse souvent délaissée.
- Partie IV — État solide/liquide — critère de Lindemann(Q18-Q23)Très difficile
Q18 oscillateur tri-dimensionnel peu réussi : noyau de carbone mc = 12mp et charge +6e. Q22 synthèse Q19 + Q21. Q23 application numérique avec equivalents tanh — certains lisent « tan h Θ/T » au lieu de « tanh Θ/T » en interprétant h comme la constante de Planck.
Analyse globale du jury
« Cette épreuve met en lumière des lacunes importantes dans les savoirs et les savoir-faire. Le sujet, en proposant beaucoup de questions indépendantes, a toutefois permis aux candidats de ne pas rester bloqués. D'assez nombreuses copies ont fort bien répondu aux attentes en termes de compétences. Le défaut de soin apporté aux copies atteint un niveau réellement préoccupant, au point qu'il devient difficile de suivre des candidats — le jury sera conduit à augmenter sa sévérité. La mécanique classique en Q6 et Q18 reste problématique à cause du formalisme vectoriel : projeter une égalité vectorielle ne consiste pas à ôter les flèches des vecteurs. »
Top pièges sanctionnés
Confondre énergie de l'électron et énergie du photon (Q3)-2 pts
« Choix du système : il ne faut pas confondre l'énergie de l'électron et l'énergie du photon qui est une différence d'énergie électronique. Cela a perdu beaucoup de candidats. »
Projection d'égalité vectorielle = ôter les flèches (Q6, Q18)-2 pts
« La mécanique classique en Q6 et Q18 reste problématique à cause du formalisme vectoriel : rappelons que la projection d'une égalité vectorielle ne consiste pas à ôter les flèches des vecteurs ; il faut choisir les coordonnées adéquates et appliquer les savoir-faire du cours de cinématique. »
Pg dV* = dEg intégré en Pg = Eg/V* (Q14)-2 pts
« Pg dV* = dEg ne s'intègre pas en Pg = Eg/V*, mais conduit à Pg = dEg/dV* ; il faut ne retenir qu'une variable : soit R* (recommandé), soit (éventuellement) V*. »
Trajectoire vs mouvement — sinusoïde n'est pas une courbe (Q18)-2 pts
« La nature de la courbe : ne pas confondre trajectoire et mouvement. Répondre « une courbe sinusoïdale » relève du non sens quand la sinusoïde est une loi horaire. Il est exigible de savoir qu'une courbe paramétrique avec x(t) et y(t) sinusoïdaux forme une ellipse. »
Application numérique mal présentée (format scientifique, unité, chiffres significatifs)-1 pts
« Application numérique. Pas de résultat sous forme fractionnaire, mais au format scientifique, avec un nombre de chiffres significatifs adéquat et une unité. (Exigence pourtant connue.) On apprécie qu'un résultat littéral soit encadré et une application numérique soulignée. »
Chapitres clés à maîtriser
Ressources
Téléchargements
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