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Fiches Physique PC
Un parcours de révision par chapitre : commence par les fondamentaux, puis consolide les méthodes et démonstrations avant ton prochain DS ou ta prochaine colle.
Dernière mise à jour du parcours : 2026-08-01
Chapitres à réviser
Étape 1
Équations de Maxwell
Le socle de l'électromagnétisme de PC : densités de charge et de courant, les quatre équations de Maxwell sous forme locale (Maxwell-Gauss, Maxwell-flux, Maxwell-Faraday, Maxwell-Ampère), courant de déplacement ε₀∂E/∂t et son rôle, équation de continuité déduite de Maxwell, formes intégrales (théorèmes de Gauss et d'Ampère), potentiels scalaire et vecteur, approximation des régimes quasi-stationnaires. Avec les 2 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 2
Énergie électromagnétique
L'aboutissement énergétique de Maxwell : densité volumique d'énergie u = ε₀E²/2 + B²/(2μ₀), vecteur de Poynting Π = (E ∧ B)/μ₀ décrivant le flux, théorème de Poynting (bilan local et intégral) reliant stockage, flux rayonné et puissance cédée aux charges (effet Joule j·E), équipartition et transport d'énergie par une onde plane (Π = u·c·u), intensité et constante solaire. Avec les 2 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 3
Ondes EM dans le vide
La lumière comme onde de Maxwell : équation de propagation de d'Alembert déduite des équations de Maxwell (c = 1/√(μ₀ε₀)), onde plane progressive monochromatique et notation complexe (∂ₜ → iω, ∇ → −ik), relation de dispersion k = ω/c, relations de structure de l'OPPM (transversalité, trièdre direct, B = k∧E/ω, B = E/c), états de polarisation rectiligne, circulaire et elliptique. Avec les 2 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 4
Ondes EM dans les conducteurs
La propagation des ondes EM dans les métaux : conducteur ohmique et ARQS, équation de diffusion du champ ΔE = μ₀γ∂ₜE, relation de dispersion k² = −iμ₀γω et vecteur d'onde complexe k = (1−i)/δ, épaisseur de peau δ = √(2/(μ₀γω)) et atténuation en e^(−z/δ), réflexion totale sur un conducteur parfait (r = −1), onde stationnaire et courants surfaciques, nœuds de E et ventres de B. Avec les 2 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 5
Induction et forces de Laplace
Le cœur de l'électrotechnique de PC : force de Laplace F = Iℓ∧B, flux magnétique et force électromotrice induite, loi de Faraday e = −dΦ/dt et loi de Lenz, auto-induction et inductance mutuelle, cas de Neumann (circuit fixe, B variable) et de Lorentz (circuit mobile, B fixe, champ électromoteur v∧B), conversion électromécanique (rail de Laplace, |e| = Bℓv) et bilan énergétique conservatif (P_Laplace + e·i = 0). Avec les 2 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 6
Équation de d'Alembert
Le modèle universel des ondes : équation de d'Alembert établie à partir de la mécanique de la corde vibrante, ondes planes progressives f(x−ct) et g(x+ct), célérité c = √(T/μ), ondes stationnaires et modes propres d'une corde fixée à ses deux extrémités (quantification des fréquences), superposition et décomposition modale. Avec les 3 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 7
Ondes sonores dans les fluides
L'acoustique des fluides en PC : approximation acoustique et champs (surpression, vitesse), établissement de l'équation de d'Alembert (masse, Euler linéarisé, isentropique), célérité c = 1/√(ρ₀χ_S), impédance acoustique et OPPM, intensité sonore et décibels, modes propres des tuyaux ouverts et fermés. Avec les 2 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 8
Interférences à deux ondes
Le chapitre central de l'optique PC : formule de Fresnel et conditions de cohérence, différence de marche, ordre d'interférence et contraste, dispositif des trous d'Young (δ = ax/D, interfrange λD/a, lame sur une voie), brouillages par largeur spectrale et taille de source. Avec les 3 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 9
Interféromètre de Michelson
L'instrument roi de l'optique PC : séparatrice et division d'amplitude, lame d'air et anneaux d'égale inclinaison (δ = 2e·cos i), coin d'air et franges d'égale épaisseur (δ = 2αx), chariotage, brouillages du doublet du sodium (Δe = λ²/2Δλ), contact optique et teintes de Newton. Avec les 3 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 10
Diffraction et réseaux
L'optique au-delà des rayons : principe de Huygens-Fresnel et conditions de Fraunhofer, diffraction par une fente (intensité en sinc²(πa·sinθ/λ), largeur angulaire 2λ/a), limitation de la résolution des instruments (critère de Rayleigh θ_min = 1,22 λ/D), et le réseau plan (formule a(sinθ_p − sinθ₀) = pλ, dispersion, pouvoir de résolution R = pN). Avec les 3 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 11
Diffusion thermique
La conduction de la chaleur dans les solides : vecteur densité de flux et loi de Fourier j_Q = −λ grad T, équation de la diffusion thermique ∂ₜT = D ΔT démontrée par bilan d'énergie (diffusivité D = λ/(ρc)), caractère irréversible et non propagatif, loi d'échelle τ ∼ L²/D, régime stationnaire à profil affine et résistance thermique R_th = L/(λS) en analogie avec la loi d'Ohm. Avec les 2 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 12
Statique et cinématique des fluides
Les fondations de la mécanique des fluides PC : équation locale de la statique grad p = ρg (cas incompressible et atmosphère isotherme p₀·e^(−z/H)), poussée d'Archimède (poids du fluide déplacé), description eulérienne et lignes de courant, dérivée particulaire Dv/Dt = ∂v/∂t + (v·grad)v (terme convectif), débits et équation de continuité ∂ρ/∂t + div(ρv) = 0 (incompressible : div v = 0, Sv = cste). Avec les 3 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 13
Bilans macroscopiques sur un fluide
Compter ce qui entre et ce qui sort : débit massique D_m = ρSv, théorème d'Euler ΣF_ext = D_m(v₂ − v₁) démontré par le système fermé équivalent + PFD, et ses applications (jet dévié à 90°, jet arrêté, poussée d'un réacteur F = D_m v_e). Bilan d'énergie en écoulement (premier principe pour un système ouvert Δh + Δ(v²/2) + Δ(gz) = w_u + q, travail de transvasement). Avec les 3 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 14
Dynamique des fluides, Bernoulli
Faire couler les fluides : équation d'Euler (PFD sur une particule de fluide parfait), théorème de Bernoulli ½ρv² + p + ρgz = cste le long d'une ligne de courant (parfait, incompressible, stationnaire), et ses applications (vidange de Torricelli v = √(2gh), effet Venturi, tube de Pitot). Fluides réels : viscosité, nombre de Reynolds Re = ρvL/η, régimes laminaire et turbulent. Avec les 3 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 15
Fonction d'onde et Schrödinger
Le cadre de la mécanique quantique de PC : dualité onde-corpuscule et relation de de Broglie λ = h/p, fonction d'onde ψ(x,t) et interprétation probabiliste de Born (densité de présence |ψ|², normalisation), équation de Schrödinger dépendante du temps, onde plane de matière (E = p²/2m), paquet d'ondes et vitesse de groupe, états stationnaires ψ = φ(x)e^(−iEt/ℏ) et équation de Schrödinger stationnaire, origine de la quantification de l'énergie. Avec les 2 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 16
Puits de potentiel et effet tunnel
Les deux grands cas quantiques 1D de PC : le puits de potentiel infini (états liés, quantification Eₙ = n²π²ℏ²/(2mL²) démontrée par Schrödinger + conditions aux bords, fonctions d'onde φₙ = √(2/L) sin(nπx/L), énergie de point zéro E₁ > 0, nœuds et principe de correspondance) et l'effet tunnel (onde évanescente en e^(−κx) dans la zone interdite, longueur de pénétration δ = 1/κ, coefficient de transmission T ∼ e^(−2κL), conservation R + T = 1, applications STM et radioactivité α). Avec les 3 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 17
Rayonnement et corps noir
La thermodynamique du rayonnement en PC : corps noir (absorbeur parfait α = 1) et émittance spectrale, loi de Planck admise et son paramètre réduit x = hc/λkT, loi du déplacement de Wien λ_max·T = cte démontrée en annulant la dérivée de Planck, loi de Stefan-Boltzmann M = σT⁴ démontrée par changement de variable et l'intégrale ∫x³/(e^x−1) = π⁴/15, émissivité et corps gris, loi de Kirchhoff α_λ = ε_λ, bilans radiatifs et température d'équilibre d'une planète (facteur 4 disque/sphère, effet de serre). Avec les 3 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 18
Diffusion de particules
Le transport de matière par diffusion en PC : densité particulaire n, vecteur densité de courant de particules jN et flux Φ, coefficient de diffusion D (unité m²·s⁻¹), loi de Fick jN = −D∇n analogue de la loi de Fourier, équation de diffusion ∂ₜn = DΔn démontrée par bilan de matière, régime stationnaire à profil affine, temps et longueur caractéristiques τ ∼ L²/D démontrés par analyse dimensionnelle, résistance de diffusion, terme convectif et caractère irréversible. Avec les 2 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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Étape 19
Interféromètre de Fabry-Pérot
L'interférométrie à ondes multiples en PC : cavité Fabry-Pérot à deux miroirs réfléchissants, coefficients R et T, déphasage aller-retour φ = (2π/λ)·2ne·cos i, sommation d'une infinité d'ondes cohérentes et fonction d'Airy It/I0 = 1/(1 + m·sin²(φ/2)) avec m = 4R/(1−R)² démontrée par série géométrique, finesse F = π√R/(1−R) démontrée par la largeur à mi-hauteur, pouvoir de résolution λ/Δλ = pF, intervalle spectral libre et comparaison avec le Michelson. Avec les 2 démonstrations à savoir refaire et les pièges des rapports de jury.
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