Équations de Maxwell et ondes électromagnétiques dans le vide : 414 questions de concours corrigées
95 épreuves X-ENS, Mines, Centrale, CCINP, E3A et Banque PT, sessions 2020 à 2026, filières MP, MPI, PSI, PC, PT, TSI et BCPST.
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- questions corrigées
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Équations de Maxwell, conservation de la charge, ARQS, énergie électromagnétique et vecteur de Poynting, équation de d'Alembert pour les champs, ondes planes progressives harmoniques dans le vide, relation de structure, polarisation, rayonnement dipolaire.
Au programme : en spé (2e année) pour MP, PC, PSI, PT, MPI et TSI.
Les questions, avec indice et corrigé
414 questions, incontournables d'abord, puis de la plus accessible à la plus difficile.
X-ENS Physique MPI 2026, Q23
Justifier que la densité de courant j est indépendante de x. Relier j à ρ(x) et v(x).
Mines-Ponts Physique 2 MPI 2026, Q4
Donner les 4 équations de Maxwell dans un milieu de perméabilité µ₀ et de permittivité ε₀ avec une densité volumique de charge ρ et une densité de courant volumique j. À partir de l'une…
Mines-Ponts Physique 2 PC 2026, Q11
Écrire les équations de Maxwell décrivant le champ électromagnétique dans le vide. En déduire l'équation de propagation du champ électrique E(M,t) dans le vide. Comment s'appelle cette équation ?…
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MP 2026, Q15
Donner les équations de Maxwell dans le vide.
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MP 2026, Q16
Montrer que, dans le vide, le champ électrique E obéit à une équation d'onde de d'Alembert dont on précisera la célérité.
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MP 2026, Q17
Établir la relation de dispersion des ondes électromagnétiques dans le vide.
CCINP Physique PC 2026, Q23
En utilisant une équation de Maxwell, montrer que le champ électrique est uniforme à l'intérieur du condensateur.
CCINP Physique-Chimie TSI 2026, Q9
Énoncer les équations locales de Maxwell dans le vide, en l'absence de toute charge et courant, et les nommer.
CCINP Physique-Chimie TSI 2026, Q12
Établir l'expression du champ magnétique B(M, t) associé à l'onde électromagnétique étudiée.
X-ENS Physique MPI 2025, Q10
Nous avons fait tous les calculs dans l'approximation électrostatique. À quelle condition, portant sur la taille de la sphère, est-il légitime de négliger les phénomènes de propagation ?
- approximation des régimes quasi stationnaires
- longueur d'onde
Mines-Ponts Physique 2 MPI 2025, Q17
Dans le vide, établir l'équation de propagation puis la relation de dispersion pour le champ E_inc. En déduire la relation liant la longueur d'onde dans le vide λ₀ et la fréquence f de l'onde.
CentraleSupélec Physique 2 PC 2025, Q5
Montrer que E dans le vide vérifie l'équation suivante : Δ E - 1/c² (∂² E)/(∂ t²) = 0.
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MP 2025, Q3
L'air étant assimilé au vide, démontrer l'équation de propagation à laquelle E_i obéit et en déduire la relation entre k_i, q_i et ω.
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MPI 2025, Q1
Rappeler les équations de Maxwell en régime stationnaire. Justifier l'existence du potentiel électrostatique V et établir la relation qui lie V à ho. Donner le nom de cette relation.
- équation de maxwell
- potentiel électrostatique
- équation de poisson
CCINP Physique-Chimie MP 2025, Q20
Définir la zone de rayonnement et justifier le terme r/c apparaissant dans l'argument du cosinus.
- zone de rayonnement
- retard de propagation
CCINP Physique-Chimie MPI 2025, Q16
Définir la zone de rayonnement et justifier le terme r/c apparaissant dans l'argument du cosinus.
- zone de rayonnement
- retard de propagation
ENS Physique U PSI 2024, Q[8]
Interaction avec un laser. On éclaire l'atome à l'aide d'un faisceau laser que l'on décrit par un champ électrique de pulsation ω, de vecteur d'onde k et d'amplitude E₀ dépendant lentement de la…
ENS Physique U PSI 2024, Q[18]
On considère des atomes de rubidium interagissant avec un laser de longueur d'onde λ = 850 nm et d'intensité I = 60 kW/cm². Rappeler sans démonstration le lien entre I et E₀.
X-ENS Physique MP 2024, Q9
Donner l'équation à laquelle obéit le champ électromagnétique entre les deux parois. En déduire une équation différentielle vérifiée par E₀(x). On note k = ω/c la norme du vecteur d'onde.
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 TSI 2024, Q49
Rappeler et nommer les équations de Maxwell dans leur forme générale. Écrire ensuite ces mêmes équations dans un milieu vide de charges et de courants électriques.
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MP 2024, Q18
Donner l'expression du vecteur de Poynting, en fonction des champs E(M) et B(M), et rappeler son interprétation physique.
CCINP Physique PC 2024, Q37
Écrire les équations de Maxwell. On notera la densité volumique de courant et ρ la densité volumique de charge.
CCINP Physique-Chimie MP 2024, Q32
Écrire les équations de Maxwell dans le conducteur dans l'hypothèse d'un milieu localement neutre et à courant de déplacement négligeable devant le courant de conduction.
- équation de maxwell
- approximation des régimes quasi stationnaires
E3A Physique-Chimie MP 2024, Q1
Citer les quatre équations de Maxwell vérifiées par les champs électrique E et magnétique B dans ce milieu.
E3A Physique-Chimie MP 2024, Q5
Établir la relation entre k et ω, appelée relation de dispersion.
X-ENS Physique B PC 2023, Q16.a
Justifier que, dans le cas d'une onde électromagnétique plane dans le vide de vecteur d'onde k, les plans équiphases (ou "fronts d'onde") sont des plans perpendiculaires à k.
X-ENS Physique B PC 2023, Q16.b
On considère alors le cas général d'une onde électromagnétique de pulsation ω et de phase φ(r) - ω t. Justifier que grad φ(r) est localement orthogonal aux surfaces d'ondes.
- gradient
- surface d'onde
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MP 2023, Q1
Énoncer les équations de Maxwell. Que deviennent-elles dans une région vide de charges et de courants ?
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MP 2023, Q2
En déduire l'équation de propagation vérifiée par le champ électrique (équation de d'Alembert).
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MP 2023, Q3
Préciser la direction et le sens de propagation de cette onde ainsi que son état de polarisation. Établir la relation, dite relation de dispersion, entre k et ω.
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 TSI 2023, Q20
Rappeler les équations de Maxwell dans le vide en précisant leur nom.
CCINP Physique MP 2023, Q29
Rappeler les équations de Maxwell du champ électromagnétique.
ENS Physique U PSI 2022, Q25
On peut montrer que v_k(x, y, z) = w₀/(w(z)) exp [-(x²+y²)/(w(z)²)] exp [-iΦ(z) + ik(x²+y²)/(2R(z))] (16) est solution de l'équation avec w(z)² = w₀²[1+(z/z_R)²] (17) R(z) = z[1+(z_R/z)²] (18) Φ(z)…
- faisceau gaussien
- taille de col
ENS Physique U PSI 2022, Q55
Le champ électrique est un champ vectoriel transverse (c'est à dire que, lorsqu'il est décomposé en onde plane, le champ électrique est toujours orthogonal à sa direction de propagation). En déduire…
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 TSI 2022, Q15
Calculer la longueur d'onde associée à cette onde. À quel domaine du spectre électromagnétique appartient-elle ?
- longueur d'onde
- spectre électromagnétique
CCINP Physique MP 2022, Q1
Préciser ce que signifie " très éloigné ".
- dipôle oscillant
- zone de rayonnement
CCINP Physique MP 2022, Q2
Justifier par des considérations de symétrie la direction du champ magnétique.
- dipôle oscillant
- symétrie du champ magnétique
CCINP Physique MP 2022, Q20
Écrire les expressions des champs électrique E et magnétique B, associés à une onde plane progressive harmonique de pulsation ω, se propageant dans le vide dans la direction des x croissants et dont…
CCINP Physique PC 2022, Q28
Les ondes laser sont-elles longitudinales ou transversales ? Quel est l'état de polarisation de ces ondes ? Justifier brièvement.
- onde transversale
- polarisation de la lumière
CCINP Physique-Chimie TSI 2022, Q60
Rappeler les équations de Maxwell dans le vide en l'absence de charges et de courant.
- équation de maxwell dans le vide
E3A Physique-Chimie MP 2022, Q14
Rappeler et nommer les équations de Maxwell.
E3A Physique-Chimie PSI 2022, Q7
Rappeler l'équation locale de Maxwell-Faraday. On donne le théorème de Stokes : _L E · dℓ = _S rotE · dS où S désigne une surface s'appuyant sur le contour fermé L. Obtenir une formulation globale…
- équation de maxwell-faraday
- flux magnétique
- théorème de stokes
Banque PT Physique A PT 2022, Q14
Rappeler les équations de Maxwell dans le vide (donc dans le milieu S).
Mines-Ponts Physique 2 PC 2021, Q2
Exprimer E en fonction de ε₀, c et E₀.
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MP 2021, Q24
Expliquer pourquoi, compte tenu des hypothèses retenues, la composante magnétique de la force exercée par l'onde électromagnétique sur les électrons n'apparaît pas dans l'équation du mouvement…
Mines-Ponts Physique 1 MP 2020, Q5
Donner les expressions réelles des champs de vecteur électrique E et magnétique B puis exprimer Bₘ en fonction notamment de Eₘ. Représenter sur un même graphique, à une date t donnée, l'évolution…
- onde plane progressive monochromatique
- relation de structure
Mines-Ponts Physique 1 MP 2020, Q6
Exprimer le vecteur de Poynting R(x, t) en fonction notamment de Eₘ. Calculer l'ordre de grandeur de Eₘ pour une onde électromagnétique véhiculant une intensité I₀ = 1 kW⁻².
Mines-Ponts Physique 1 PC 2020, Q19
Donner les expressions réelles des champs de vecteur électrique E et magnétique B puis exprimer Bₘ en fonction notamment de Eₘ. Représenter sur un même graphique, à une date t donnée, l'évolution…
Mines-Ponts Physique 1 PSI 2020, Q19
Donner les expressions réelles des champs de vecteur électrique E et magnétique B puis exprimer Bₘ en fonction notamment de Eₘ. Représenter sur un même graphique, à une date t donnée, l'évolution…
CentraleSupélec Physique 1 PC 2020, Q27
On considère que chaque atome est soumis à un champ électrique du type E = E₀ cos (ω t - kz) uₓ, créé par un laser. On néglige tout phénomène magnétique. À quelle condition peut-on remplacer…
- approximation dipolaire
- taille du système
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MP 2020, Q33
Rappeler sans démonstration l’équation dont le champ électrique est solution dans le vide. En déduire la relation de dispersion liant k et ω en fonction de la célérité c de l’onde. Comment qualifier…
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MP 2020, Q34
Établir l’expression du champ magnétique associé à cette onde incidente.
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MP 2020, Q35
Déterminer l’expression de la valeur moyenne temporelle du vecteur de Poynting associé à cette onde incidente.
E3A Physique-Chimie PSI 2020, QA1
Rappeler les équations locales de Maxwell relatives au champ magnétique B. Comment se simplifient-elles dans l'ARQS ?
- équation de maxwell
- approximation des régimes quasi stationnaires
E3A Physique-Chimie PSI 2020, QB3
Le courant i(t) étant variable, il apparaît une force électromotrice (fem) e(t) aux bornes de la bobine réceptrice. Quel phénomène est ainsi mis en évidence ? Donner l'équation locale de Maxwell à…
Banque PT Physique A PT 2020, Q15
Retrouver l'équation de propagation vérifiée par le champ électrique.
Mines-Ponts Physique 2 PC 2026, Q14
Exprimer le vecteur de Poynting Π associé à cette onde. En déduire la puissance moyenne qui traverse une surface S orthogonale à la direction de propagation et qui est orientée dans le sens de la…
- vecteur de poynting
- puissance surfacique
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MPI 2026, Q3
Déterminer le champ magnétique total en tout point du demi-espace z < 0 en fonction de E₀, c, ω, z et t.
CCINP Physique MP 2026, Q29
Exprimer le champ magnétique de l'onde lumineuse en fonction de E, k et de ω. Montrer qu'il est également transverse.
- équation de maxwell-faraday
- structure d'une oppm
CCINP Physique-Chimie TSI 2026, Q10
En s'appuyant sur les équations énoncées à la question Q9, établir l'équation de d'Alembert régissant la propagation du champ électrique dans le vide. On introduira la célérité de la lumière dans le…
CCINP Physique-Chimie TSI 2026, Q13
Établir l'expression du vecteur de Poynting Π(M, t) associé à l'onde électromagnétique étudiée. Exprimer sa moyenne temporelle.
CCINP Physique-Chimie TSI 2026, Q50
Énoncer le théorème d'Ampère. L'établir à partir d'une équation de Maxwell en régime stationnaire.
E3A Physique-Chimie MP 2026, Q13
Redémontrer l'équation de d'Alembert satisfaite par le champ électrique dans une région vide de charges et de courants ; on fera apparaître la célérité de la lumière dans le vide c. En déduire…
E3A Physique-Chimie MPI 2026, Q12
Redémontrer l'équation de d'Alembert satisfaite par le champ électrique dans une région vide de charges et de courants ; on fera apparaître la célérité de la lumière dans le vide c. En déduire…
E3A Physique-Chimie PSI 2026, Q25
Rappeler l’équation de Maxwell-Faraday. En déduire l’expression de la tension u₂(t) aux bornes du secondaire en fonction de u₁(t) ainsi que N₁ et N₂ et qu’on désignera par le nom de loi de…
- équation de maxwell-faraday
- rapport de transformation
Banque PT Modelisation PT 2026, Q16
Montrer que, en norme, le courant de déplacement qui apparaît dans l'expression ci-dessus est négligeable devant le courant de conduction, lorsque la pulsation ω de l'onde de champ E considérée est…
ENS Physique C PC 2025, Q43
On considère un volume sphérique V_R fixe, de rayon R, délimité par la sphère Σ_R, de normales dirigées vers l'extérieur. Le volume V_R est défini de telle façon qu'il contienne le système D…
- vecteur de poynting
- bilan d'énergie électromagnétique
X-ENS Physique B PC 2025, Q8
Déterminer l'ordre de grandeur littéral de l'amplitude maximale E₀ du champ électrique de l'onde électromagnétique, qu'on exprimera en fonction de P_L, c et de la perméabilité magnétique du vide µ₀.
- vecteur de poynting
- onde plane progressive
Mines-Ponts Physique 2 PC 2025, Q20
En admettant que la résultante des chocs d'un porteur de charge mobile avec le reste du milieu conducteur est équivalente à une force de freinage de la forme f = -m/τ v, étudier le mouvement d'un…
- modèle de drude
- conductivité électrique
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MPI 2025, Q5
Rappeler l'équation locale de conservation de la charge en régime quelconque. En déduire, pour le régime stationnaire d'étude, une propriété vérifiée par le vecteur densité de courant électrique…
- conservation de la charge
- vecteur densité de courant
CCINP Physique-Chimie MP 2025, Q22
Définir et exprimer le vecteur de Poynting associé à l'onde émise. Déterminer dans quelle direction la puissance surfacique émise est maximale et exprimer la norme de la valeur moyenne du vecteur de…
- vecteur de poynting
- indicatrice de rayonnement
CCINP Physique-Chimie MPI 2025, Q10
Rappeler les deux équations locales vérifiées par le champ magnétique en régime stationnaire et montrer que le champ proposé vérifie ces équations. Donner la valeur de K'.
- équation de maxwell en statique
- divergence et rotationnel
CCINP Physique-Chimie MPI 2025, Q17
Montrer que l'onde a localement une structure d'onde plane. Qualifier la polarisation de l'onde. Vérifier l'homogénéité des champs.
CCINP Physique-Chimie MPI 2025, Q18
Définir et exprimer le vecteur de Poynting associé à l'onde émise. Déterminer dans quelle direction la puissance surfacique émise est maximale et exprimer la norme de la valeur moyenne du vecteur de…
- vecteur de poynting
- indicatrice de rayonnement
E3A Physique-Chimie MP 2025, Q33
En déduire l'équation d'onde vérifiée par le champ électrique E. Quel nom donne-t-on à cette équation ? En déduire la relation de dispersion pour une onde électromagnétique dont le champ électrique…
- équation de d'alembert
- relation de dispersion
- onde plane progressive monochromatique
E3A Physique-Chimie MPI 2025, Q29
En déduire l'équation d'onde vérifiée par le champ électrique E. Quel nom donne-t-on à cette équation ? En déduire la relation de dispersion pour une onde électromagnétique dont le champ électrique…
ENS Physique C PC 2024, Q2
Pour chacun des trois faisceaux, indiquer la direction et le sens de propagation ainsi que la polarisation de la lumière correspondants.
Polytechnique Physique A PC 2024, Q13
On modifie le dispositif en collant sur chacun des deux miroirs de l'interféromètre une lame quart d'onde dont la ligne neutre fait un angle π/4 par rapport au plan Π. Cette lame quart d'onde est…
- lame demi-onde
- lame quart d'onde
X-ENS Physique PSI 2024, Q33
Donner la condition permettant de négliger la composante magnétique de la force de LORENTZ devant la composante électrique. On suppose cette condition réalisée dans la suite de l'étude. Justifier…
- force de lorentz
- approximation dipolaire
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MPI 2024, Q30
Établir l'équation de propagation du champ électrique dans le vide.
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MPI 2024, Q31
Montrer que des ondes planes de la forme E = E₀ exp (jω t - jkz) et B = B₀ exp (jω t - jkz) peuvent se propager dans le vide. En déduire l'expression du vecteur d'onde k = ke_z. Caractériser la…
CCINP Physique PC 2024, Q39
Établir l'équation d'onde sur le champ électrique E : Δ E - 1/c² (∂² E)/(∂ t²) = µ₀ (∂ )/(∂ t) où c sera exprimée en fonction de ε₀ et de µ₀.
- équation d'onde avec sources
- relation de d'alembert
E3A Physique-Chimie MP 2024, Q2
Obtenir l'équation de d'Alembert vérifiée par le champ électrique E. En déduire la relation entre c, ε₀ et µ₀.
X-ENS Physique B PC 2023, Q17.a
On fait l'approximation w₀ ≫ λ, avec λ la longueur d'onde du laser. Montrer que k_z ≃ k - (kₓ² + k_y²)/2k. (On rappelle k = 2π/λ).
- approximation paraxiale
- relation de dispersion
Mines-Ponts Physique 2 MPI 2023, Q9
Déterminer les expressions du champ magnétique incident B_i et du champ magnétique réfléchi B_r existants dans la cavité.
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MPI 2023, Q19
Déterminer l'expression des champs magnétiques incident B_i(z, t), réfléchi B_r(z, t) et transmis B_c(z, t).
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MPI 2023, Q42
Citer les approximations associées aux deux inégalités r ≫ a et λ ≫ a.
- approximation dipolaire
- zone de rayonnement
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 TSI 2023, Q21
Établir l'équation de propagation vérifiée par le vecteur champ électrique dans le vide.
CCINP Physique MP 2023, Q30
Justifier l'existence d'un champ magnétique B et montrer que B(M,t) = B(r,z,t) e_θ.
- courant de déplacement
- symétrie du champ magnétique
CCINP Physique MP 2023, Q31
Justifier que, si l'on reste dans l'espace entre les armatures, la circulation du champ magnétique le long d'un contour orienté s'écrit : B · dℓ = 1/c² dΦ_E/dt, avec c et Φ_E à préciser.
CCINP Physique-Chimie TSI 2023, Q31
Retrouver la relation de dispersion k = ω/c. Préciser l'expression de la célérité c de l'onde en fonction de ε₀ et de µ₀.
- relation de dispersion
- célérité de la lumière
CCINP Physique-Chimie TSI 2023, Q38
Déterminer l'expression du vecteur de Poynting π, après avoir rappelé sa signification et l'unité de sa norme.
ENS Physique U PSI 2022, Q6
Calculer la valeur moyenne Π du vecteur de Poynting sur une période 2π/ω₀. En intégrant Π sur une sphère centrée sur l'atome, montrer que l'électron rayonne une puissance moyenne P = (q² z₀²…
ENS Physique U PSI 2022, Q10
Faire le bilan des forces appliquées à l'électron et justifier que l'on peut écrire, en notation complexe, r + γ(ω)r + ω₀² r = qE₀/m e⁻iω t eₓ (6)
- principe fondamental de la dynamique
- force de lorentz
ENS Physique U PSI 2022, Q14
Montrer que dans le cas ω ≪ ω₀, σ(ω) peut s'écrire σ(ω) = 8π/3 rₑ² (ω/ω₀)⁴ (8) Calculer rₑ. Commenter l'ordre de grandeur.
- diffusion rayleigh
- rayon classique de l'électron
ENS Physique U PSI 2022, Q24
Montrer que (∂² v)/(∂ x²) + (∂² v)/(∂ y²) + 2ik (∂ v)/(∂ z) = 0 (15)
- approximation paraxiale
- équation de d'alembert
ENS Physique U PSI 2022, Q35
Vérifier que le potentiel vecteur A_1,p(R, t) = -i/ω_p E_1,p u_p(R) e⁻iω_p t eₓ (26) permet de retrouver le champ du mode p associé à un photon en utilisant B_1,p(R, t) = rot A_1,p(R, t) et E_1,p(R…
- potentiel vecteur
- jauge de coulomb
CentraleSupélec Physique 1 PC 2022, Q24
Exprimer les champs magnétiques des trois ondes, en notation complexe, en précisant leurs amplitudes B_0i, B_0r et B₀ₜ en fonction de E_0i, E_0r, E₀ₜ, n_v, n_s, c et e_z (vecteur unitaire de l'axe…
- relation de structure
- onde plane progressive
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MP 2022, Q16
Rappeler les équations de Maxwell dans le vide et établir l'équation de propagation du champ électrique dans le vide, en l'absence de charge et de courant.
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MP 2022, Q18
Déterminer, en notation complexe, le champ magnétique B(M, t) associé au champ électrique E(M, t).
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 PSI 2022, Q17
Rappeler l'équation locale de conservation de la charge et déduire que la densité volumique de charge vérifie (∂ ρ)/(∂ t)+ρ/τ=0 où on exprimera τ en fonction de la conductivité γ et de la…
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 PSI 2022, Q19
Écrire l'équation de Maxwell-Ampère et identifier un terme de courant de déplacement et un terme de courant de conduction. Déterminer la valeur de la pulsation ω_c à partir de laquelle le courant de…
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 PSI 2022, Q20
On suppose ω ≪ ω_c. Établir l'équation aux dérivées partielles vérifiée par le champ électrique E. De quel type d'équation s'agit-il ?
- équation de diffusion
- approximation des régimes quasi stationnaires
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 TSI 2022, Q16
Rappeler les équations de Maxwell dans le vide et établir l'équation de propagation vérifiée par le vecteur champ électrique E.
CCINP Physique MP 2022, Q5
Calculer le flux de celui-ci à travers une sphère de centre O et de rayon r très grand.
CCINP Physique-Chimie TSI 2022, Q61
Déterminer l'équation de propagation du champ électrique E.
CCINP Physique-Chimie TSI 2022, Q64
Déterminer le champ magnétique B associé à cette onde en fonction, entre autres paramètres et variables, de E₀, k et de ω.
CCINP Physique MP 2021, Q32
On étudie le rayonnement de ce dipôle dans la zone de rayonnement, en se plaçant dans l'approximation dipolaire et dans le cadre d'une hypothèse non relativiste. Traduire ces approximations par…
- zone de rayonnement
- approximation dipolaire
CCINP Physique-Chimie MP 2021, Q11
On admet que la relation de continuité du champ électrique sur (P') s'écrit, pour tout t ≥ 0 : E'_i(x=Vt, t) + E'_r(x=Vt, t) = 0. a) En déduire le rapport des fréquences f₂/f₁. b) Exprimer l'écart…
- effet doppler
- condition aux limites
CCINP Physique-Chimie PSI 2021, Q22
Établir l'équation locale traduisant la conservation de la charge électrique en coordonnées cartésiennes à une dimension. Par analogie, on admettra l'équation locale de conservation de la masse pour…
ENS Physique U PSI 2020, Q21
En admettant que la solution (11), Hₘ = -Nₓ M₀ₓ uₓ - N_y M_0y u_y - N_z M_0z u_z, est encore valable dans cette géométrie (et N_z < 1), utiliser une équation de Maxwell pour montrer que l'angle θ…
- équation de maxwell-thomson
- paroi de bloch
X-ENS Physique PSI 2020, Q23
Définir l'ARQS magnétique. Que deviennent les équations de Maxwell dans cette approximation ?
Mines-Ponts Physique 1 PC 2020, Q20
Exprimer le vecteur de Poynting R(x, t) en fonction notamment de Eₘ. Calculer l'ordre de grandeur de Eₘ pour une onde électromagnétique véhiculant une intensité I₀ = 1 kW⁻².
Mines-Ponts Physique 1 PSI 2020, Q20
Exprimer le vecteur de Poynting R(x, t) en fonction notamment de Eₘ. Calculer l'ordre de grandeur de Eₘ pour une onde électromagnétique véhiculant une intensité I₀ = 1 kW⁻².
CentraleSupélec Physique 1 PC 2020, Q28
Déterminer le champ magnétique de l'onde (en assimilant le milieu au vide). Relier l'intensité de l'onde électromagnétique plane dans le vide (puissance électromagnétique moyenne transportée par…
E3A Physique-Chimie PC 2020, Q20
Justifier quantitativement que le poids de l'électron est négligeable devant la force exercée par le champ électrique, en considérant par exemple un champ électrique |E| = 1 V⁻¹. Écrire l'expression…
E3A Physique-Chimie PSI 2020, QG8
Cette approche en mode sinusoïdal résonant relève-t-elle de l'ARQS ? Proposer un critère numérique permettant de confirmer votre réponse.
- approximation des régimes quasi stationnaires
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 TSI 2024, Q50
À l'aide du formulaire disponible en fin d'énoncé, établir l'équation aux dérivées partielles suivante vérifiée par le champ électrique E(M, t) en tout point M à l'intérieur de la cavité : Δ E(M, t)…
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MPI 2024, Q38
Calculer le vecteur de Poynting et la densité volumique d'énergie instantanée dans la partie a < r < b. En déduire la vitesse de propagation de l'énergie.
- vecteur de poynting
- densité d'énergie électromagnétique
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MPI 2023, Q9
On suppose que la loi d'Ohm s'écrit sous la forme = γ₀ E, montrer que dans le conducteur la densité volumique de charge ρ(M, t) peut être considérée comme nulle au bout d'un temps τ' que l'on…
- conservation de la charge
- temps de relaxation des charges
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MPI 2023, Q11
En supposant que les valeurs des fréquences utilisées permettent d'utiliser les versions simplifiées des équations de Maxwell identifiées dans les questions 8 et 10, établir l'équation suivante pour…
- équation de diffusion
- effet de peau
CCINP Physique-Chimie TSI 2023, Q29
Retrouver l'équation de propagation : - µ₀ε₀∂²E/(∂ t²) = 0.
CCINP Physique-Chimie TSI 2023, Q36
À partir d'une équation de Maxwell, démontrer que k, E et B forment un trièdre droit direct.
- structure d'une opph
- maxwell-faraday
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MP 2022, Q40
En utilisant, au voisinage d'un point de l'axe (coordonnées (r, x₃) avec r ≪ R₁), l'équation de Maxwell de la question 37, démontrer que B_r(r, x₃) ≃ -r/2 dBₐₓₑ/dx₃.
- conservation du flux
- divergence en coordonnées cylindriques
Mines-Ponts Physique 1 PSI 2020, Q22
Effectuer un bilan unidimensionnel de puissance électromagnétique moyenne pour une tranche d'air limitée par les plans d'abscisse x et x+dx ; en déduire la relation liant l'intensité I(x+dx) de…
- bilan d'énergie
- atténuation
- loi de beer-lambert
Mines-Ponts Physique 2 MP 2026, Q1
Dans quel domaine spectral se situent ces ondes ?
- spectre électromagnétique
- domaine spectral
Mines-Ponts Physique 2 PC 2026, Q12
Quelle est sa direction de propagation ? Quel est son état de polarisation ? Expliquer en quoi cette solution constitue une O.P.P.H. Vérifier qu'elle est acceptable à condition que k et ω…
Mines-Ponts Physique 2 PC 2026, Q13
Déterminer le champ magnétique B(M,t) associé à cette onde. Résumer les principales caractéristiques l'onde électromagnétique.
Mines-Ponts Physique 2 PC 2026, Q15
Exprimer dN_γ/dt en fonction de , h, c et de la longueur d'onde λ associée au champ électromagnétique.
- photon
- flux de photons
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MP 2026, Q39
Déterminer la solution Π(x) de l'équation différentielle vérifiée par la composante du vecteur de Poynting en posant Π₀ = Π(x = 0).
CCINP Physique MP 2026, Q26
Comparer ces équations de Maxwell à celles dans le vide.
CCINP Physique MP 2026, Q27
Indiquer la direction de propagation de l'onde, son vecteur d'onde k et sa direction de polarisation.
CCINP Physique MP 2026, Q28
Montrer que le champ électrique est transverse.
CCINP Physique-Chimie TSI 2026, Q11
Associer les termes "plane", "progressive", "monochromatique" et "polarisée rectilignement" aux éléments correspondants de l'expression du champ électrique donnée en équation (1).
CCINP Physique-Chimie TSI 2026, Q18
Préciser le domaine d'ondes électromagnétiques correspondant à la gamme de longueurs d'onde de mesure de l'absorbance de ces espèces.
- domaine spectral
- infrarouge
E3A Physique-Chimie PC 2026, Q1
Rappeler les formes locales des quatre équations de Maxwell ainsi que leurs noms.
E3A Physique-Chimie PSI 2026, Q24
Rappeler l’équation de Maxwell-Thomson (ou Maxwell-flux). Compte-tenu des hypothèses, que peut-on dire du flux magnétique à travers chaque section droite du circuit magnétique ?
- équation de maxwell-thomson
- conservation du flux magnétique
Banque PT Modelisation PT 2026, Q21
À quel domaine du spectre électromagnétique correspond une fréquence f = 5· 10¹⁴ Hz ?
- spectre électromagnétique
ENS Physique C PC 2025, Q41
Une distribution de courants d'extension spatiale finie peut-elle rayonner de l'énergie dans l'ARQS magnétique?
- approximation des régimes quasi-stationnaires
- rayonnement dipolaire
X-ENS Physique MPI 2025, Q11
Les valeurs de ω_p pour l'or et l'argent, qui sont les métaux les plus fréquemment utilisés, correspondent à des fréquences électromagnétiques dans l'ultraviolet proche. L'approximation…
- ordre de grandeur
- approximation des régimes quasi stationnaires
CCINP Physique MP 2025, Q20
Identifier la direction de propagation éventuelle et la polarisation de l'onde.
- onde plane progressive monochromatique
- polarisation rectiligne
CCINP Physique-Chimie MP 2025, Q17
Le rayonnement synchrotron est anisotrope et polarisé. Définir ces 2 mots.
CCINP Physique-Chimie MP 2025, Q19
Exprimer l'accélération a de l'électron. Définir le moment dipolaire p₀ associé à la distribution de charges et donner son amplitude p₀ en fonction de e, ω et de a = |a|.
CCINP Physique-Chimie MP 2025, Q25
Le calcul précédent permet de comprendre qualitativement l'anisotropie du rayonnement lorsque les particules émises sont des photons, mais ne peut être exact. Expliquer pourquoi.
- vitesse de la lumière
- relativité restreinte
CCINP Physique-Chimie MPI 2025, Q13
Le rayonnement synchrotron est anisotrope et polarisé. Définir ces 2 mots.
CCINP Physique-Chimie MPI 2025, Q21
Le calcul précédent permet de comprendre qualitativement l'anisotropie du rayonnement lorsque les particules émises sont des photons, mais ne peut être exact. Expliquer pourquoi.
- vitesse de la lumière
- relativité restreinte
E3A Physique-Chimie MP 2025, Q32
Écrire les équations de Maxwell dans le vide, en précisant leurs noms.
E3A Physique-Chimie MP 2025, Q38
Donner l'expression du vecteur de Poynting R en fonction des champs électrique et magnétique. Donner la signification physique de sa moyenne Rₘ(x) = (x,t). On ne demande pas de la calculer.
- vecteur de poynting
- bilan d'énergie électromagnétique
E3A Physique-Chimie MPI 2025, Q28
Écrire les équations de Maxwell dans le vide, en précisant leurs noms.
E3A Physique-Chimie MPI 2025, Q31
Écrire les équations de Maxwell dans le conducteur ohmique. On va travailler en régime lentement variable (aussi appelé ARQS). Quel terme des équations de Maxwell est alors négligé dans le…
- arq
- courant de déplacement
- loi d'ohm locale
E3A Physique-Chimie MPI 2025, Q34
Donner l'expression du vecteur de Poynting R en fonction des champs électrique et magnétique. Donner la signification physique de sa moyenne Rₘ(x) = (x,t). On ne demande pas de la calculer.
- vecteur de poynting
- flux surfacique d'énergie
E3A Physique-Chimie PC 2025, QPhysique-I-Q1
Rappeler la relation entre les amplitudes E₀ et B₀ des champs électrique et magnétique.
E3A Physique-Chimie PSI 2025, Q7
Écrire les expressions des champs E(M, t) et B(M, t), ainsi que du vecteur de Poynting Π(M, t). On donnera les expressions en fonction, notamment, de E₀, ω, k, c et ε₀.
X-ENS Physique MP 2024, Q1
Rappeler l'expression du vecteur de Poynting, noté Π(M, t). Donner sa dimension et son unité courante.
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MPI 2024, Q29
Rappeler les équations de Maxwell. Que deviennent-elles dans le vide ?
CCINP Physique MP 2024, Q12
On suppose que l'onde électromagnétique incidente, associée à un rayon issu de la source ponctuelle à l'infini dans la direction e_z, se propageant dans l'air d'indice unité est caractérisée par un…
- onde plane progressive harmonique
- structure de l'onde électromagnétique
- vecteur de poynting
CCINP Physique PC 2024, Q38
Montrer que le caractère transversal de l'onde implique ρ = 0.
- onde plane transverse
- équation de maxwell-gauss
CCINP Physique-Chimie TSI 2024, Q1
Écrire l'équation de Maxwell-Ampère reliant le champ magnétique, le vecteur densité de courant et le champ électrique.
E3A Physique-Chimie MP 2024, Q4
Donner l'expression du champ électrique réel de l'onde en un point M à l'instant de date t, noté E(M, t). On fera notamment apparaître E₀, ω et k.
Polytechnique Physique A PC 2023, Q8
Donner la relation reliant les courants induits J en fonction du champ électrique E en prenant soin de d'étailler la constante introduite et ses unités.
- loi d'ohm locale
- conductivité électrique
X-ENS Physique-SI MP 2023, Q2
Cette question a pour but d'évaluer les ordres de grandeurs caractéristiques de l'optique et d'introduire le vocabulaire de l'opticien. 2-a) On souhaite construire un laser qui produit un…
- vecteur de poynting
- onde plane progressive monochromatique
Mines-Ponts Physique 2 MPI 2023, Q7
Quelles sont les caractéristiques du champ électrique E_i introduit dans la cavité optique ? On précisera le nom et l'unité des grandeurs E₀, ω et k.
Mines-Ponts Physique 2 MPI 2023, Q13
Le laser utilisé pour la télémétrie Terre-Lune est un laser YAG-Nd de longueur d'onde λ = 1 064 nm auquel on a adjoint un doubleur de fréquence. Quelle est la longueur d'onde utilisée pour cette…
- spectre électromagnétique
- doublement de fréquence
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MPI 2023, Q8
En déduire une simplification de la formulation de l'équation de Maxwell-Ampère. Comment appelle-t-on cette approximation ?
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MPI 2023, Q10
Justifier que l'on peut supposer que le milieu est électriquement neutre. Écrire dans ces conditions l'équation de Maxwell-Gauss dans un conducteur ohmique.
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MPI 2023, Q44
Déterminer I₀, l'amplitude du courant I(t).
- dipôle oscillant
- intensité du courant
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MP 2023, Q38
Rappeler l'expression de la puissance volumique cédée par un champ électromagnétique à un conducteur ohmique.
- effet joule local
- puissance volumique
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 TSI 2023, Q22
En régime harmonique et dans le vide, établir la relation existant entre k et ω.
CCINP Physique-Chimie TSI 2023, Q28
Rappeler les équations de Maxwell dans le vide, en l'absence de charge et courant.
CCINP Physique-Chimie TSI 2023, Q30
Donner l'autre nom de cette équation. Citer précisément un exemple d'ondes autres qu'électromagnétiques suivant cette même équation de propagation.
CCINP Physique-Chimie TSI 2023, Q32
Cette onde est-elle progressive ? Justifier. Donner, le cas échéant, la direction et le sens de propagation de cette onde.
- onde progressive
CCINP Physique-Chimie TSI 2023, Q33
Écrire l'expression du vecteur k en fonction de la longueur d'onde λ et des vecteurs de la base.
CCINP Physique-Chimie TSI 2023, Q34
Cette onde est-elle plane ? Justifier.
CCINP Physique-Chimie TSI 2023, Q35
Quel est le type de polarisation ? Préciser son éventuelle direction.
ENS Physique U PSI 2022, Q9
On modélise l'amortissement dû au rayonnement en introduisant une force de réaction de rayonnement -mγ(ω)r avec γ(ω) = q² ω² / (6πε₀ m c³) (5) appliquée à l'électron (dans tout ce problème on…
- amortissement
- ordre de grandeur
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MP 2022, Q17
Établir la relation de dispersion de l'onde de champ électrique complexe E(M, t) dans le vide. Le vide est-il un milieu dispersif ?
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 PSI 2022, Q16
Énoncer la loi d'Ohm locale reliant la densité volumique de courant , la conductivité γ et le champ électrique E.
- loi d'ohm locale
- conductivité électrique
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 TSI 2022, Q19
En déduire le vecteur de Poynting Π correspondant.
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 TSI 2022, Q22
Est-ce cohérent avec le seul maximal fixé par l'INERIS (institut national de l'environnement industriel et des risques) qui indique, pour l'amplitude du champ électrique, 61 V⁻¹ pour des fréquences…
- norme de sécurité
- champ électrique
CCINP Physique MP 2022, Q3
On donne l’expression du champ magnétique B = (µ₀ e d ω²)/(4π c) (sin (θ))/r cos (ω(t-r/c))e_φ. Pourquoi dit-on que l’onde est localement plane ?
- onde localement plane
- onde sphérique
CCINP Physique MP 2022, Q4
Écrire le vecteur de Poynting Π associé à l’onde.
CCINP Physique MP 2022, Q6
En déduire quelle est l’énergie moyenne temporelle rayonnée par l’électron.
- puissance moyenne rayonnée
- moyenne temporelle
CCINP Physique-Chimie TSI 2022, Q57
Déterminer un ordre de grandeur de la longueur d'onde de cette fréquence associée au Canal 16 de la VHF.
- longueur d'onde
- célérité de la lumière
CCINP Physique-Chimie TSI 2022, Q59
Quelle est la direction de propagation et quel est le sens de propagation de cette onde ?
- sen de propagation
- onde progressive
CCINP Physique-Chimie TSI 2022, Q62
Quelle relation doit exister entre c, ε₀ et µ₀ pour que cette onde satisfasse cette équation de propagation ?
- célérité de la lumière
- permittivité et perméabilité
CCINP Physique-Chimie TSI 2022, Q63
Préciser le vecteur d'onde k de cette onde émise.
X-ENS Physique PSI 2021, Q30
Rappeler l'expression de la relation de dispersion k(ω) pour des ondes électromagnétiques dans le vide, ici assimilées à des photons.
Mines-Ponts Physique 2 PC 2021, Q17
Donner un ordre de grandeur des fréquences correspondant aux ondes radio.
- spectre électromagnétique
- onde radio
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MP 2021, Q26
Justifier que l'onde électromagnétique considérée peut être qualifiée de plane, progressive, transverse et que son état de polarisation est rectiligne.
- onde plane progressive monochromatique
- polarisation rectiligne
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MP 2021, Q27
Rappeler l'expression des équations de Maxwell dans le milieu considéré, en faisant intervenir nₑ₁(M, t), ₁(M, t), E₁(M, t) et B₁(M, t).
CCINP Physique MP 2021, Q34
Le rayonnement est-il isotrope ? Si non, dans quel plan est-il maximal ?
- indicatrice de rayonnement
CCINP Physique-Chimie MP 2021, Q12
Dans le cas du véhicule de la figure 2, le radar émet un signal sinusoïdal de fréquence f₁ = 24,125 000 0 GHz et reçoit un signal écho de fréquence f₂ = 24,124 995 0 GHz. Donner la valeur du…
Polytechnique Physique A PC 2020, Q20
Sachant que l'expérience est menée avec un laser opérant en lumière visible (jaune du sodium), quel est l'ordre de grandeur de ω₁ ?
- onde lumineuse
- pulsation
Banque PT Physique A PT 2020, Q1
Donner les différents qualificatifs qui caractérisent cette onde.
Banque PT Physique A PT 2020, Q2
Calculer la fréquence de cette onde.
- fréquence
- longueur d'onde
Banque PT Physique A PT 2020, Q16
On cherche un champ sous la forme E(x,t) = g(x) cos (2π ft) u_y. A quel type d'onde cela correspond-il ?
- onde stationnaire
- séparation des variables
Mines-Ponts Physique 2 PC 2026, Q26
Exprimer en fonction de puis l'équation différentielle vérifiée par . En déduire que (t) = E₀ exp (-Γ t), on exprimera Γ en fonction des données puis on calculera sa valeur numérique pour la raie…
- formule de larmor
- temps d'amortissement
Mines-Ponts Physique 2 PC 2026, Q32
Si F_noy = -mₑ ω₀² r e_r, déterminer L_O(t) pour un moment cinétique initial L_O(0) donné. Quelle est la durée caractéristique de décroissance du moment cinétique ? Où « passe » le moment cinétique…
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MPI 2026, Q4
En déduire la densité volumique d'énergie électromagnétique uₑₘ en fonction de ε₀, E₀, c, ω, z et t, puis sa moyenne temporelle que l'on notera uₑₘ .
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MPI 2026, Q33
En utilisant l'équation de Maxwell-Ampère, établir une équation aux dérivées partielles vérifiée par le champ magnétique B en notation complexe.
CCINP Physique MP 2026, Q30
Préciser les conditions pour que la force magnétique du rayonnement soit négligeable devant la force électrique. On considèrera cette condition respectée dans la suite.
- force de lorentz
- approximation non relativiste
CCINP Physique MP 2026, Q31
Rappeler l'ordre de grandeur de la taille d'un atome et montrer que, pour une radiation dans l'UV (longueur d'onde du rayonnement de l'ordre de 200 nm), le champ électrique est uniforme à l'échelle…
- approximation dipolaire
- taille de l'atome
CCINP Physique-Chimie MPI 2026, Q25
On considère le couple (R, uₑₘ). En s'appuyant sur l'analogie (R, uₑₘ) (j, µ c T), donner la relation générale analogue à celle donnée dans la question Q23. Dans notre cas particulier et en…
- bilan d'énergie électromagnétique
- vecteur de poynting
ENS Physique C PC 2025, Q44
En déduire que l'énergie magnétique totale stockée dans le système de courants pour t>T s'écrit: U_ms= (B²(r))/(2 µ₀) d τ_r où l'intégrale est prise sur tout l'espace.
- énergie magnétique
- vecteur de poynting
X-ENS Physique B PC 2025, Q7
Le laser délivre des impulsions d'énergie E_L = 1 mJ pendant une durée T_L = 40 fs. Déterminer l'ordre de grandeur littéral puis numérique de la puissance par unité de surface au foyer de la…
- puissance surfacique
- impulsion laser
X-ENS Physique B PC 2025, Q9
Le flux énergétique surfacique que la Terre reçoit du Soleil au-dessus de l'atmosphère est celui d'une onde plane dont l'amplitude du champ électrique vaut 700 V⁻¹. En déduire, par un argument de…
X-ENS Physique MPI 2025, Q16
Le chauffage est-il plus efficace si la direction de propagation du laser est parallèle ou perpendiculaire à l'axe du cylindre ?
X-ENS Physique MPI 2025, Q19
On choisit une onde telle que le champ magnétique B soit dirigé suivant y en tout point. Que peut-on alors dire des directions du vecteur d'onde k et du champ électrique E, dans le vide et dans le…
X-ENS Physique MPI 2025, Q20
On note Eₓ et E_z les amplitudes complexes de E suivant x et z, et on suppose k_z non nul. Exprimer E_z en fonction de Eₓ, kₓ et k_z, dans le vide et dans le métal.
- équation de maxwell
- amplitude complexe
X-ENS Physique MPI 2025, Q21
On note B_y l'amplitude complexe du champ magnétique en projection sur l'axe y. Exprimer B_y en fonction de Eₓ, kₓ, k_z et ω, dans le vide et dans le métal.
X-ENS Physique MPI 2025, Q25
En utilisant l'expression de la conductivité complexe obtenue à la question 17, en déduire la relation entre l'amplitude complexe de la densité surfacique de charge σ et l'amplitude complexe E_z2 de…
- densité surfacique de charge
- loi d'ohm locale
X-ENS Physique PSI 2025, Q9
Dans cette approximation, justifier que le vecteur densité volumique de courant j = jₓ(r,θ,x,t)eₓ ne dépend pas de la coordonnée x, définie par l'axe de révolution (Ox) du barreau cylindrique…
- conservation de la charge
- symétrie et invariances
- divergence
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 TSI 2025, Q47
Montrer que le champ électrique E_r(t) reçu par l’antenne du satellite situé en x(t) = d₀ + v_kt a un pulsation ω'_c différente de ω_c que l’on exprimera en fonction de ω_c, v_k et c. Comment…
CCINP Physique-Chimie MP 2025, Q14
Rappeler les deux équations locales vérifiées par le champ magnétique en régime stationnaire et montrer que le champ proposé vérifie ces équations. Donner la valeur de K'.
- divergence
- rotationnel
- équation de maxwell en magnétostatique
CCINP Physique-Chimie MP 2025, Q18
Justifier que les composantes E_φ, B_r et B_θ sont nulles. Justifier ensuite que les composantes non nulles des champs émis ne dépendent pas de φ.
- rayonnement dipolaire
- symétrie des champs
CCINP Physique-Chimie MP 2025, Q23
Donner la direction dans laquelle la puissance surfacique moyenne émise est maximale. Comparer alors qualitativement la valeur maximale de la norme de la moyenne du vecteur de Poynting dans le cas…
- rayonnement synchrotron
- rayonnement dipolaire
CCINP Physique-Chimie MP 2025, Q26
En déduire que pour un électron ultrarelativiste du synchrotron, le demi-angle θ' à l'intérieur duquel est émis la moitié du rayonnement est tel que θ' ≈ 1/γ. Calculer θ' pour γ = 5,0· 10⁴. Conclure.
- directivité
- rayonnement synchrotron
CCINP Physique-Chimie MPI 2025, Q14
Justifier que les composantes E_φ, B_r et B_θ sont nulles. Justifier ensuite que les composantes non nulles des champs émis ne dépendent pas de φ.
- rayonnement dipolaire
- symétrie du champ électromagnétique
CCINP Physique-Chimie MPI 2025, Q15
Exprimer l'accélération a de l'électron. Définir le moment dipolaire p₀ associé à la distribution de charges et donner son amplitude p₀ en fonction de e, ω et de a = |a|.
CCINP Physique-Chimie MPI 2025, Q19
Donner la direction dans laquelle la puissance surfacique moyenne émise est maximale. Comparer alors qualitativement la valeur maximale de la norme de la moyenne du vecteur de Poynting dans le cas…
- rayonnement synchrotron
- rayonnement dipolaire
CCINP Physique-Chimie MPI 2025, Q22
En déduire que pour un électron ultrarelativiste du synchrotron, le demi-angle θ' à l'intérieur duquel est émis la moitié du rayonnement est tel que θ' ≈ 1/γ. Calculer θ' pour γ = 5,0 · 10⁴. Conclure.
- rayonnement synchrotron
- directivité
CCINP Physique-Chimie MPI 2025, Q25
On admet que la fréquence associée à Δ t constitue la fréquence supérieure fₘₐₓ du spectre émis. Calculer fₘₐₓ pour R = 57 m et γ = 5,0 · 10⁴. Citer le domaine du spectre électromagnétique auquel…
- spectre électromagnétique
- rayonnement synchrotron
E3A Physique-Chimie PC 2025, QPhysique-I-Q3
Citer l'expression de l'équation locale de Maxwell Ampère. On se place dans l'ARQS magnétique. Simplifier alors l'équation de Maxwell Ampère. Justifier alors qu'une tranche de conducteur de surface…
E3A Physique-Chimie PSI 2025, Q8
Donner la relation entre l'amplitude E₀ du champ électrique et l'énergie E_imp d'une impulsion en fonction de ε₀, c et τ.
Polytechnique Physique A PC 2024, Q12
Dessiner la trajectoire du rayon lumineux dans l'interféromètre pour une onde S, puis pour une onde P. Expliquer pourquoi un tel dispositif est sans intérêt.
- polarisation de la lumière
- cube séparateur polarisant
Polytechnique Physique A PC 2024, Q15
On place devant l'entrée de l'interféromètre de Michelson un polariseur dont l'axe forme un angle de π/4 avec le plan Π. Quel est alors l'état de polarisation de l'onde à la sortie de…
- condition d'interférence
- état de polarisation
X-ENS Physique MP 2024, Q2
Exprimer gₑₘ(M, t) en fonction de Π(M, t). Donner la dimension de gₑₘ et ℓₑₘ, et vérifier que Gₑₘ et Lₑₘ sont respectivement homogènes à une quantité de mouvement et un moment cinétique.
- quantité de mouvement électromagnétique
- analyse dimensionnelle
X-ENS Physique MP 2024, Q11
Pour un champ électrique dont l'expression serait E(M, t) = E₀(x)eiω te_z, montrer que la condition obtenue précédemment est la même. En déduire que pour une pulsation ωₙ donnée respectant cette…
Mines-Ponts Physique 1 PC 2024, Q6
Justifier qualitativement le fait que l'on puisse écrire l'onde électromagnétique issue du rayonnement solaire sous cette forme. Justifier qualitativement l'apparition de cette polarisation. Que…
Mines-Ponts Physique 1 PSI 2024, Q6
Justifier qualitativement le fait que l'on puisse écrire l'onde électromagnétique issue du rayonnement solaire sous cette forme. Comment expliquer la création du moment dipolaire p ? On se…
- onde plane progressive harmonique
- moment dipolaire induit
- polarisabilité
Mines-Ponts Physique 1 PSI 2024, Q8
Sachant que le maximum d'émission du Soleil est centré sur la longueur d'onde d'un rayonnement vert, estimer la valeur de H_ω. Sachant que l'épaisseur caractéristique de l'atmosphère est de l'ordre…
- diffusion de rayleigh
- atténuation
- flux radiatif
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 TSI 2024, Q51
Attribuer quatre qualificatifs à la solution proposée en les justifiant.
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 TSI 2024, Q52
Exploiter l'équation II.1 pour établir la relation k = ω/c où c = 1/√(µ₀ ε₀).
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MP 2024, Q9
On montre en électromagnétisme classique (c'est-à-dire à partir des équations de Maxwell) qu'une charge animée d'un mouvement périodique de fréquence f rayonne une onde électromagnétique de même…
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MP 2024, Q17
Exprimer le champ magnétique B(M) associé en admettant que localement l'onde rayonnée a une structure d'onde plane se propageant dans la direction de OM.
CCINP Physique MP 2024, Q13
On s'intéresse au champ électrique complexe, en un point infiniment éloigné, associé à un rayon diffracté, dans la direction θₙ, telle que sin θₙ = nλ/a avec n entier relatif. On admet que…
- diffraction à l'infini
- cohérence
- superposition d'ondes
CCINP Physique MP 2024, Q14
a) Que vaut en un point M infiniment éloigné dans la direction θₙ l'expression du vecteur de Poynting moyen Π_N(M, t) = Π_N(M) associé à l'onde résultante issue des N fentes ? On l'exprimera en…
CCINP Physique-Chimie MP 2024, Q3
a) Rappeler la loi d'Ohm locale dans un milieu ohmique (on l'écrira à l'aide du potentiel électrique V). À quelles grandeurs électriques sont analogues respectivement ψ et j_M ? Définir et exprimer…
- loi d'ohm locale
- analogie électrocinétique
E3A Physique-Chimie MP 2024, Q3
Montrer que les champs électrique et magnétique de l'onde sont transverses à l'aide de la notation complexe.
E3A Physique-Chimie MP 2024, Q6
Obtenir l'expression du champ magnétique réel de l'onde en un point M à l'instant de date t, noté B(M, t).
E3A Physique-Chimie MP 2024, Q7
Exprimer le vecteur de Poynting de l'onde en un point M à l'instant de date t, noté Π(M, t).
E3A Physique-Chimie MP 2024, Q8
Exprimer la densité volumique d'énergie électromagnétique en un point M à l'instant de date t, notée w(M, t), en fonction de E₀, ω, k, ε₀, t et de z.
E3A Physique-Chimie MP 2024, Q9
On note T la période temporelle de l'onde plane progressive monochromatique. Montrer que les valeurs moyennes temporelles de Π et de w vérifient Π _T = c w _T e_z = (cε₀ E₀²)/2 e_z.
Polytechnique Physique A PC 2023, Q9
Définir les symétries et invariances du système afin de réduire le nombre de composantes non nulles et leurs dépendances.
- symétrie et invariances
- effet de peau
X-ENS Physique B PC 2023, Q15
On considère une onde plane de vecteur d'onde k formant un angle θ avec l'axe (Oz). Exprimer δ k_rel en fonction de θ. Donner un ordre de grandeur de la limite supérieure de |θ| pour que |δ k_rel|…
- vecteur d'onde
- développement limité
- erreur systématique
X-ENS Physique B PC 2023, Q16.c
Déduire l'expression p_z en fonction de φ(r).
- quantité de mouvement du photon
- vecteur d'onde local
X-ENS Physique B PC 2023, Q20.a
Tracer l'allure du profil d'intensité I(x, z) en fonction de x pour z = 52 cm. Repérer les régions où (∂² I)/(∂ x²) > 0 et où (∂² I)/(∂ x²) < 0.
- profil d'intensité
- courbure de profil
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MPI 2023, Q47
Quel est l'intérêt de définir ce type de grandeur ?
- résistance de rayonnement
- impédance d'antenne
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MPI 2023, Q49
Déterminer la résistance de rayonnement R_r pour les deux types de réseau.
- résistance de rayonnement
- antenne dipolaire
CCINP Physique MP 2023, Q28
Écrire E sous la forme E = Eₒ cos (ω t) u_z avec Eₒ à préciser en fonction de Uₒ et des autres données de l'énoncé.
- condensateur
- arq
CCINP Physique MP 2023, Q41
Déterminer la densité volumique de courant j en fonction de σ_air(t) et des données de l'énoncé.
- loi d'ohm locale
- densité de courant
CCINP Physique MP 2023, Q42
Montrer que l'équation différentielle relative à la densité surfacique de charge d'air s'écrit : dσ_air/dt + σ_air/τ = 0, avec τ une constante de temps à exprimer en fonction des données de l'énoncé.
- conservation de la charge
- temps de relaxation
CCINP Physique PC 2023, Q19
À quelle condition portant sur |E₂| et |E₀| peut-on considérer que rot(E) ≃ 0 comme supposé à la Q17 ? On admet que cette condition est vérifiée si a ≪ c/f où c est la célérité des ondes…
- approximation des régimes quasi-stationnaires
- temps de propagation
CCINP Physique-Chimie TSI 2023, Q37
Retrouver l'expression du champ magnétique B = -E₀/ccos (ω t - ky)u_z.
- champ magnétique d'une opph
CCINP Physique-Chimie TSI 2023, Q39
Justifier que la puissance reçue décroit en 1/d² dans l'expression (1).
- flux d'énergie
- décroissance géométrique
E3A Physique-Chimie PC 2023, Q13
Donner les quatre équations de Maxwell (ainsi que leur nom) pour l'eau de mer. En déduire l'équation locale de conservation de la charge électrique. À l'aide de cette dernière, montrer que l'eau de…
ENS Physique C PC 2022, Q18
Le vecteur d'onde de la lumière est noté k. Lorsque la lumière parcourt la fibre optique, quelle est la trajectoire décrite par l'extrémité du vecteur k ? On note cette trajectoire γ. On n'attend…
ENS Physique C PC 2022, Q21
Lorsque γ est confondue avec l'équateur de la sphère, qu'observe-t-on sur le plan de polarisation ?
ENS Physique U PSI 2022, Q7
En déduire, par des considérations énergétiques, que le mouvement de l'électron s'amortit au cours du temps. Calculer le temps caractéristique de l'amortissement de l'amplitude des oscillations.
- bilan énergétique
- temps caractéristique
ENS Physique U PSI 2022, Q12
Exprimer la puissance rayonnée par l'électron (équation (3) de la question 6) en régime stationnaire. D'où vient cette énergie ? Justifier que l'on parle de "lumière diffusée" par l'atome.
- diffusion de la lumière
- puissance rayonnée
ENS Physique U PSI 2022, Q13
Calculer le rapport σ(ω) entre la puissance rayonnée et la puissance par unité de surface de l'onde incidente (ε₀ |E₀|² c/2). Le résultat a la dimension d'une surface. Quel est l'interprétation…
- section efficace de diffusion
- vecteur de poynting
ENS Physique U PSI 2022, Q26
Tracer w(z) qualitativement en fonction de z. On veillera à bien repérer sur l'axe des abscisses la position z = z_R. Dans quelle région de l'espace peut-on considérer que le faisceau laser se…
- longueur de rayleigh
- diffraction
ENS Physique U PSI 2022, Q33
Montrer que B_p(R, t) = (E₊)/iω (∂ u_p(R))/(∂ z) e⁻iω_p t e_y (24) On pourra utiliser que |∂ u_p/∂ y| ≪ |∂ u_p/∂ z|.
ENS Physique U PSI 2022, Q36
On choisit les paramètres de la cavité de sorte que l'un de ses modes, noté p₀, ait une fréquence très proche de la fréquence de résonance de l'atome (ω_p_0 ≈ ω₀). Justifier qualitativement que l'on…
- résonance
- mode de cavité
ENS Physique U PSI 2022, Q37
On suppose que β(t) = β_p_0(t) varie lentement à l'échelle de 2π/ω. Donner l'expression de E(R, t) dans cette approximation.
- approximation de l'enveloppe lentement variable
- champ électrique
ENS Physique U PSI 2022, Q43
Intégrer l'équation différentielle sur r obtenue à la question 41. On considère qu'à t = 0 l'atome est excité (r(0) = r₀ > 0) et le champ électromagnétique dans la cavité est nul (β(0) = 0). Tracer…
- oscillation de rabi
- couplage fort
ENS Physique U PSI 2022, Q44
La figure 2 présente les résultats d'une expérience dans laquelle on laisse un atome initialement dans l'état excité au centre d'une cavité similaire à celle décrite figure 1 pendant un temps…
- oscillation de rabi
- validation expérimentale
ENS Physique U PSI 2022, Q56
On identifie les modes du champ par un indice ℓ qui définit le vecteur d'onde k_ℓ et un indice ε qui définit la polarisation (choisie linéaire) e_ℓ,ε de l'onde plane. Le champ électrique du mode ℓ,ε…
- quantification du champ
- énergie électromagnétique
ENS Physique U PSI 2022, Q57
Justifier que l'on peut supposer que l'atome est au point R₀ = 0 sans perte de généralité. Dans ce cas, les équations couplées de la question 46 deviennent iαe⁻iω₀ t = -Σ_ℓ,ε V_ℓ,ε β_ℓ,ε e⁻iω_ℓ t…
- invariance par translation
- couplage dipolaire
ENS Physique U PSI 2022, Q60
On introduit la densité d'états ρ(ω, Θ), définie de sorte que ρ(ω, Θ)dΘ soit le nombre de vecteurs d'onde k_ℓ correspondants à une onde plane de fréquence comprise entre ω et ω+dω qui fassent un…
- densité d'états
- passage au continu
ENS Physique U PSI 2022, Q62
Est-ce cohérent avec le résultat de la question 7 ? Conclure quant à la pertinence de ce modèle pour décrire l'émission spontanée.
- émission spontanée
- modèle de lorentz
ENS Physique U PSI 2022, Q63
Reprendre les équations couplées de la question 46. Donner les conditions initiales α(0) et β(0) correspondant à un atome initialement désexcité et un mode contenant N photons dans ce modèle.
- condition initiale
- énergie du champ
ENS Physique U PSI 2022, Q64
Montrer qu'aux temps courts α²(t) ≃ N (Ω₀² t²)/4 (64) L'énergie de l'oscillateur est proportionnelle à N. Était-ce attendu ?
- absorption
- temps court
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 PSI 2022, Q18
Évaluer numériquement τ et en déduire que, pour des ondes de fréquence inférieure à f=1,00 MHz, on peut considérer que ρ=0.
- temps de relaxation des charges
- quasi-neutralité
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 TSI 2022, Q17
On étudie la propagation d'une onde plane, progressive, monochromatique (OPPM) solution de l'équation de propagation précédente. Cette onde se propage suivant l'axe des z > 0 et est polarisée…
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 TSI 2022, Q18
Déterminer alors le vecteur champ magnétique B associé.
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 TSI 2022, Q20
Déterminer la valeur moyenne dans le temps de Π.
- vecteur de poynting
- valeur moyenne temporelle
CCINP Physique MP 2022, Q7
a) Montrer que la puissance moyenne, appelée puissance de Larmor P_L, rayonnée par cet électron oscillant, peut s’écrire P_L = Kₑ γ · γ en appelant γ l’accélération de la particule chargée et…
CCINP Physique MP 2022, Q8
a) Donner la définition de la puissance instantanée P_ray associée à cette force. b) Calculer la valeur moyenne sur une période de cette puissance, pour le mouvement forcé d’un électron mobile placé…
- réaction de rayonnement
- puissance moyenne
CCINP Physique MP 2022, Q15
a) En admettant que la formule de la puissance de Larmor P_L = Kₑ γ·γ peut être utilisée, établir la puissance rayonnée P par l’électron. b) Que vaut la puissance notée P₀ pour ω = ω₀ ? Comment…
- résonance de puissance
- diffusion rayleigh
CCINP Physique MP 2022, Q21
L’énergie électromagnétique moyenne correspond à celle d’un oscillateur de pulsation ω. En déduire l’expression de δ E dans la boîte en fonction de V, ħω et de ε₀.
- énergie du vide
- quantification
CCINP Physique-Chimie TSI 2022, Q58
Qualifier cette onde. Plusieurs adjectifs sont attendus.
CCINP Physique-Chimie TSI 2022, Q65
Exprimer, en fonction de E₀, µ₀ et de c, le vecteur de Poynting Π associé à cette onde. Quelle est sa signification physique ?
- vecteur de poynting
- densité de flux d'énergie
CCINP Physique-Chimie TSI 2022, Q66
Exprimer la valeur moyenne temporelle du vecteur de Poynting en fonction de c, E₀ et de ε₀.
E3A Physique-Chimie MP 2022, Q15
En admettant que l'expression du champ magnétique obtenue à la question Q11 reste valide à condition de remplacer I par i(t), justifier qu'en tout point M à l'intérieur du solénoïde, le champ…
Banque PT Physique A PT 2022, Q15
On cherche une solution de ces équations pour le champ électrique associé à l'onde sous la forme : E(r,z,t) = E(r)cos (ω t - kz)u_r où ω et k sont des constantes positives. A partir d'une des…
- équation de maxwell-gauss
- coordonnée cylindrique
Banque PT Physique A PT 2022, Q16
Déduire d'une seconde équation de Maxwell l'expression du champ magnétique B(r,z,t) dans le milieu S, sachant qu'on n'envisage pas de composante statique de ce champ.
Mines-Ponts Physique 1 PSI 2021, Q17
Exprimer la représentation complexe du champ électrique E de l'onde incidente d'amplitude E₀ ; on prendra l'origine des phases au point origine O.
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MP 2021, Q28
Montrer que les caractéristiques de l'onde électromagnétique imposent nₑ₁(M, t) = 0.
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MP 2021, Q28
Donner, sans démonstration, l'expression, sous forme intégrale, des quatre équations de Maxwell écrites ci-dessus dans une formulation locale.
- équation de maxwell intégrales
- théorème de stokes
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MP 2021, Q33
Le vecteur densité de courant électrique dans le plasma s'écrit (x,t) = j(x,t)e_y. Expliciter, d'une part, l'équation aux dérivées partielles reliant E(x,t) et B(x,t) et, d'autre part, celle reliant…
CCINP Physique MP 2021, Q35
a) Donner l'expression de la puissance moyenne totale P_totale rayonnée par ce dipôle en fonction de µ₀, c, p₀ et ω. b) Cette expression ne dépend pas de r. Quelle signification peut-on en donner ?
- formule de larmor
- conservation de l'énergie
CCINP Physique-Chimie MP 2021, Q9
a) En exploitant une équation de Maxwell à préciser, exprimer le champ magnétique B_i(x,t) de l'onde incidente dans (R). b) En utilisant le système (σ), établir l'expression ci-dessous du champ…
- équation de maxwell-faraday
- changement de référentiel
X-ENS Physique MP 2020, Q2
À quelle condition sur α, γ est-il réel ? On écrit alors γ = γ avec γ > 0. Donner l'expression générale de E(α,z). Dans quel cas, γ est-il imaginaire pur ? On pose alors γ = iδ avec δ > 0. Donner…
- onde évanescente
- vecteur d'onde
X-ENS Physique MP 2020, Q3
On suppose dans cette question que pour |α| ω/c, A(α) = 0. Le champ électrique E(x,z,t) s'écrit alors sous la forme intégrale suivante : E(x,z,t) = exp (-iω t) ∫_-ω/c⁺ω/c A(α) exp [i(α x + γ z)]…
X-ENS Physique MP 2020, Q4
Proposer une interprétation dans le cas où γ est imaginaire pur.
- onde évanescente
- atténuation
X-ENS Physique MP 2020, Q5
Dans le cas où γ est réel, montrer que : A(α) = ∫_-∞⁺∞ E(x,z=0) e⁻iα x dx .
- transformée de fourier
- condition aux limites
X-ENS Physique MP 2020, Q13
Donner à une constante multiplicative près l'expression de l'intensité I_L(x,z) et en déduire que le faisceau a toujours un profil gaussien dans un plan z = Cste. Tracer la répartition spatiale…
- intensité lumineuse
- faisceau gaussien
Mines-Ponts Physique 1 PSI 2020, Q23
Montrer qu'il est possible d'écrire I(x) sous la forme suivante : I(x) = I(0) exp [-dₒ(x)] où dₒ(x) est un facteur, appelé « densité optique », que l'on exprimera en fonction des quantités…
- loi de beer-lambert
- atténuation
CCINP Physique MP 2020, Q11
Dans (R') le champ électromagnétique précédent est caractérisé par les champs (E', B'). En utilisant l'invariance de la force électromagnétique entre les référentiels (R) et (R'), montrer que la loi…
- transformation des champs
- force de lorentz
CCINP Physique MP 2020, Q15
À l'aide de ces lois de transformations et en considérant exacts les champs E' et B' obtenus en Q12 et Q13, donner les expressions correctes de E et B.
- transformation des champs
- relativité restreinte
CCINP Physique MP 2020, Q16
Quelle est alors, en fonction de λ_f et γ, la valeur de la densité linéique de charge λ vue par un observateur dans (R) ? Ce résultat correspond-il à une contraction ou à une dilatation des…
- densité linéique de charge
- contraction des longueurs
Banque PT Physique A PT 2020, Q3
Déterminer le champ magnétique puis le vecteur de Poynting moyen.
- structure d'une opph
- vecteur de poynting
Banque PT Physique A PT 2020, Q4
Exprimer la puissance moyenne du LASER en fonction de E₀, S, µ₀ et c. En déduire la valeur numérique de l'amplitude E₀.
Mines-Ponts Physique 2 PC 2026, Q16
Exprimer, en fonction notamment de n_γ et de la fréquence ν, l'énergie qui traverse la section S du faisceau. Faire le lien entre et le vecteur de Poynting Π de l'onde électromagnétique constituant…
- impulsion volumique
- vecteur de poynting
Mines-Ponts Physique 2 PC 2026, Q23
En vous inspirant des résultats de la partie II.A, proposez une explication qualitative à ce paradoxe.
- moment cinétique électromagnétique
- paradoxe de feynman
Mines-Ponts Physique 2 PC 2026, Q28
Grâce à une intégration par parties, exprimer comme la puissance d'une force F_rad = mₑ τ x eₓ moyennée sur une période d'oscillation T₀. On identifiera τ en fonction de Γ et ω₀.
- force d'abraham-lorentz
- puissance moyenne
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MP 2026, Q36
Préciser si tous les processus décrits dans la sous-partie précédente contribuent au bilan. Identifier ceux qui résultent respectivement en un gain ou une perte d'énergie pour l'onde laser.
- émission stimulée
- bilan de puissance
CCINP Physique MP 2026, Q40
Exprimer la valeur moyenne temporelle du vecteur de Poynting Π en fonction de k₁(ω), k₂(ω), z, ω, Eₒ, µₒ et d'un vecteur unitaire de base.
- vecteur de poynting
- bilan d'énergie électromagnétique
ENS Physique BCPST 2025, Q39
Exprimer, en fonction de P₀, Sₐ, λ et de la distance R, la puissance par unité de surface p₀(R) traversant la portion de surface sphérique de rayon R du cône d'émission.
- bilan de puissance
- flux d'énergie
ENS Physique BCPST 2025, Q40
L'antenne émettrice sert également de récepteur du signal diffusé par la cible C. La normale à sa surface est supposée orientée selon la direction (SC). Exprimer, en fonction de P₀, Sₐ, σ, λ et R_C…
- équation radar
ENS Physique BCPST 2025, Q41
Application numérique : Estimer l'ordre de grandeur du rapport K = Pₑ/P₀ de la puissance reçue de l'écho à la puissance émise par l'antenne. Nous adopterons les valeurs suivantes : σ = 10³ m² et θ =…
- équation radar
ENS Physique C PC 2025, Q42
Montrer que la puissance totale fournie à chaque instant à la distribution de charges par le champ électromagnétique s'écrit P=_D j(r) · E(r) d τ_r. Montrer que la contribution de la composante…
- puissance volumique de lorentz
- champ induit
- intégration par parties
ENS Physique C PC 2025, Q58
En déduire l'expression des champs électrique et magnétique créés par un électron se déplaçant à la vitesse vₑ, que l'on écrira en fonction de ε₀, µ₀, e, vₑ et du vecteur r repérant le point où le…
- loi de biot et savart
- champ électrostatique
ENS Physique C PC 2025, Q59
On considère un électron de rayon rₑ, se déplaçant à la vitesse vₑ. Justifier qu'à un facteur numérique λ près, proche de l'unité, on peut interpréter l'énergie magnétique Uₘe associée au champ créé…
- masse électromagnétique
- énergie magnétique
X-ENS Physique MPI 2025, Q24
Justifier qu'il apparaît en tout point de la surface du métal une densité surfacique de charges σ, reliée à la densité de courant en ce point par ∂σ/∂ t = j_z, où j_z représente la composante…
- conservation de la charge
- condition de passage
X-ENS Physique MPI 2025, Q36
En prenant la partie réelle de l'amplitude complexe, écrire les composantes suivant x et z du champ électrique en fonction de x, z, et t, pour z > 0 et pour z < 0.
- onde électromagnétique
- amplitude complexe
Mines-Ponts Physique 2 MPI 2025, Q23
Quelles relations lient ω et k d'une part, ω' et k' d'autre part ? Exprimer E'₀ en fonction de E₀ puis ω' en fonction de ω, v et c.
- réflexion sur miroir mobile
- effet doppler
- relation de passage
CentraleSupélec Physique 2 PC 2025, Q6
Montrer que la fonction ξ vérifie l'équation différentielle suivante : (d² ξ)/dt² - Aξ = 0, et que la fonction ψ vérifie l'équation différentielle suivante : (d² ψ)/dr² + 1/r dψ/dr - A/c² ψ = 0, où…
- cavité résonante
- séparation des variables
CentraleSupélec Physique 2 PC 2025, Q9
Exprimer le champ magnétique dans la cavité pour la pulsation ω₁, en fonction de la fonction J₁, E₀, c, r, ω₁, t, où J₁ est la dérivée de la fonction J₀. On suppose que le champ magnétique a une…
CCINP Physique-Chimie MP 2025, Q21
Montrer que l'onde a localement une structure d'onde plane. Qualifier la polarisation de l'onde. Vérifier l'homogénéité des champs.
CCINP Physique-Chimie MPI 2025, Q24
Soient t₁ et t₂ les instants auxquels l'électron, de vitesse v proche de c, passe en A₁ et A₂, mesurés dans le référentiel de l'observateur. Exprimer les instants t₁' et t₂' auxquels l'observateur…
- retard temporel
- effet doppler relativiste
E3A Physique-Chimie PSI 2025, Q10
Comparer les valeurs des champs électriques perçus par un électron. Le champ électrique associé à une impulsion laser femtoseconde permet-il d'effectuer l'ionisation des atomes ? Les valeurs…
- ionisation
- ordre de grandeur
E3A Physique-Chimie PSI 2025, Q15
(*) Donner une estimation de la surface du volet cornéen à découper. Quelle est le nombre d'impulsions nécessaires pour effectuer cette découpe ? En prenant une durée de découpe de 10 secondes pour…
- taux de répétition
- ordre de grandeur
ENS Physique C PC 2024, Q3
Exprimer U(r) en fonction de x, y, z, γ, E et σ.
- potentiel dipolaire
- intensité lumineuse
ENS Physique C PC 2024, Q6
Dans toute cette question, on considère une situation où les polarisations des faisceaux ne sont pas parfaitement contrôlées, tandis que les phases φ₁, φ₂ et φ₃ sont toujours fixées. Citer un effet…
- interférence d'ondes
- cohérence
ENS Physique U PSI 2024, Q[9]
On suppose le noyau infiniment lourd et placé en r = 0. Écrire la force totale s'exerçant sur l'électron dans l'hypothèse où r < R₀. Montrer que dans l'approximation non relativiste on peut négliger…
- force de lorentz
- approximation dipolaire
ENS Physique U PSI 2024, Q[30]
D'après le principe d'Huygens-Fresnel, pour une onde se propageant dans une direction donnée (ici vers les z croissants), la connaissance du champ électrique dans un plan normal à la direction de…
Polytechnique Physique A PC 2024, Q14
Dessiner la trajectoire du rayon lumineux dans ce nouveau dispositif pour une onde polarisée S en entrée, puis pour une onde polarisée P en entrée. À chaque étape de la trajectoire, vous préciserez…
- lame à retard
- cube séparateur polarisant
Polytechnique Physique A PC 2024, Q16
On place à la sortie de l'interféromètre de Michelson une lame quart d'onde dont la ligne neutre forme un angle de π/4 avec le plan Π. On admet qu'après cette lame, la polarisation de l'onde est…
Polytechnique Physique A PC 2024, Q17
On place enfin, à la suite du dispositif précédent, un polariseur linéaire. Expliquer comment, en variant l'orientation de ce polariseur, on peut obtenir le résultat cherché, et varier la longueur…
- loi de malus
- filtre accordable
X-ENS Physique MP 2024, Q7
Exprimer Gₑₘ(t) en présence de la charge q, de position initiale P, pour les phases t < 0 et t ≥ τ. On pourra utiliser l'expression de l'intégrale suivante _V_sol PM/(|PM|³) dV = -(2π b²)/aeₓ.
- quantité de mouvement électromagnétique
- vecteur de poynting
X-ENS Physique PSI 2024, Q31
Après avoir exprimé P(t) en fonction de l'énergie mécanique Eₘ(t) et de quantités constantes, établir l'équation différentielle vérifiée par Eₘ(t).
X-ENS Physique PSI 2024, Q32
En déduire l'expression de la durée caractéristique τ₀ de variation de l'énergie mécanique. Expliquer pourquoi τ₀ est appelé « temps de vie de l'état excité » d'un atome et donner un ordre de…
- temps de vie
- ordre de grandeur
Mines-Ponts Physique 1 PSI 2024, Q7
Montrer que, pour une pulsation donnée, l'éclairement (ici assimilé à la puissance surfacique moyenne) décroit selon l'axe de propagation du rayon solaire selon une loi du type E_ω(x) = E_ω(0) exp…
Mines-Ponts Physique 2 PC 2024, Q29
Montrer que le champ magnétique est nécessairement statique. On négligera ce champ dans toute la suite de cette partie III.A.
- équation de maxwell
- régime stationnaire
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MP 2024, Q19
En déduire alors que la puissance rayonnée à grande distance dans tout l'espace a pour expression P = 1/6²/(ε₀ c³)a² où a est le module du vecteur accélération. On donne l'intégrale ∫₀π sin ³θ dθ =…
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MP 2024, Q21
On tient compte à présent de la puissance électromagnétique rayonnée par l'électron. Par conservation de l'énergie totale du système, l'émission d'une énergie de rayonnement doit s'accompagner d'une…
- accélération centripète
- formule de larmor
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MPI 2024, Q33
On suppose qu'en un point M de coordonnées (r, θ, z), le champ électromagnétique est de la forme : G_X : E(M, t) = E₀(r) exp (jω t - jkz)e_r B(M, t) = B₀(r) exp (jω t - jkz)e_θ Cette forme est…
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MPI 2024, Q35
Montrer que, pour a < r < b, E₀(r) = 1/(2πε₀ r)k/₀ cos (ω t - kz).
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MPI 2024, Q36
Le mode TEM décrit-il une onde plane ? Montrer que la relation de structure s'écrit : B = (k ∧ E)/ω.
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MPI 2024, Q39
Calculer la puissance moyenne se propageant le long du câble.
- flux de poynting
- puissance électromagnétique
CCINP Physique-Chimie TSI 2024, Q16
Déterminer l'ordre de grandeur des longueurs que r₁, r₂ et z₀ ne doivent pas dépasser pour permettre de considérer que l'approximation des régimes quasi-stationnaires est justifiée. Commenter.
- approximation des régimes quasi-stationnaires
E3A Physique-Chimie MP 2024, Q41
On considère que la puissance du laser P = 1 PW = 1· 10¹⁵ W est répartie sur un faisceau de diamètre de 0,1 mm. Estimer le champ moyen E₀ de ce laser et en déduire la valeur de α requise pour…
X-ENS Physique B PC 2023, Q17.b
On donne le résultat général : _-∞⁺∞ exp (-1/2a(kₓ² + k_y²) + j(α kₓ + β k_y))dkₓdk_y = 2π/aexp (-1/2a(α² + β²)) où α et β sont deux nombres réels, et a un nombre imaginaire de partie réelle…
- faisceau gaussien
- transformée de fourier
- intégrale de gauss
X-ENS Physique B PC 2023, Q18.a
En déduire que : φ(x, y, z) = kz + r²/(w(z)²)z/z_R - arctan (z/z_R) avec r² = x² + y², z_R = w₀² k/2 et w(z) = w₀√(1 + (z/z_R)²).
- phase de gouy
- faisceau gaussien
X-ENS Physique B PC 2023, Q18.c
On considère un nuage d'atomes d'extension spatiale typique r ≃ 0,5 mm placé en z = 0 dans le champ du laser, et on s'intéresse à l'impulsion effective transférée aux atomes. On a w(z) ≃ w₀ ≃ 5 mm…
- phase de gouy
- biais systématique
X-ENS Physique B PC 2023, Q19
Comment évolue la phase spatiale φ' selon (Oz) dans les régions associées aux maxima d'intensité (repérées par un contour en trait plein) ? Comment évolue-t-elle dans les régions associées aux…
- front d'onde
- phase spatiale
X-ENS Physique B PC 2023, Q21
En déduire le signe de la correction moyenne δ k_rel associée aux fluctuations d'intensité.
- moyenne spatiale
- effet systématique
X-ENS Physique-SI MP 2023, Q10
Pour déterminer le temps de confinement de l'énergie électromagnétique dans la cavité, on alimente la cavité par une onde électromagnétique E_in dont la fréquence coïncide exactement avec la…
- cavité résonante
- temps de vie des photons
Mines-Ponts Physique 2 MPI 2023, Q11
Déterminer l'expression du vecteur de Poynting Π de l'onde électromagnétique résultante ainsi que sa valeur moyenne au cours d'une période τ = 2π/ω. L'un des deux miroirs n'est pas parfaitement…
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MPI 2023, Q7
Pour les communications NFC-RFID, estimer numériquement le rapport entre la norme du vecteur densité de courant volumique et celle du vecteur densité de courant de déplacement _D = ε₀ (∂ E)/(∂ t)…
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MPI 2023, Q45
Déterminer P_r, la puissance moyenne totale rayonnée par ce dipôle à travers une sphère de centre O et de rayon r ≫ λ, appelée zone de rayonnement.
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MPI 2023, Q46
Déterminer l'expression de R_r en fonction de µ₀, c, λ et a.
- résistance de rayonnement
- puissance rayonnée
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MPI 2023, Q48
Comparer les hauteurs d'antenne et les longueurs d'onde dans les deux cas. Conclure. Estimer la distance à partir de laquelle on se situe dans la zone de rayonnement.
- zone de rayonnement
- longueur d'onde
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MP 2023, Q32
Établir l'expression du champ magnétique B(M, t) dans la cavité. On notera B₀ son amplitude maximale, que l'on exprimera en fonction de E₀.
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MP 2023, Q33
Établir l'expression W de l'énergie électromagnétique totale contenue dans la cavité, en fonction de B₀, des caractéristiques de la cavité et de µ₀. Que constate-t-on ?
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 TSI 2023, Q29
En déduire que B = B_0,1 e⁻k''x cos (ω t - k'x) + B_0,2 e⁻k''x sin (ω t - k'x) et expliciter B_0,1 et B_0,2 en fonction de E₀, k', k'', ω et u_z.
CCINP Physique PC 2023, Q17
On suppose en première approximation que rot(E) ≃ 0. En déduire l'ordre de grandeur du rapport |E_r/E_z|. Conclure sachant que les effets de bords sont négligeables (d ≪ a). Déduire d'une autre…
- équation de maxwell
- approximation des régimes quasi-stationnaires
CCINP Physique-Chimie TSI 2023, Q40
Déterminer l'ordre de grandeur de la puissance P_r reçue par l'antenne terrestre. Commenter.
- bilan de puissance
- télécommunication
ENS Physique C PC 2022, Q20
Bien que le vecteur k revienne à sa valeur d'origine en sortie de la fibre, on remarque que le plan de polarisation de la lumière est différent entre l'entrée et la sortie de la fibre. Sur la figure…
- polarisation
- phase de berry
- document
ENS Physique C PC 2022, Q22
Dresser un tableau explicitant les quantités analogues entre ce problème et celui du pendule de Foucault.
- pendule de foucault
- polarisation
- analogie
ENS Physique U PSI 2022, Q15
Montrer qu'à résonance σ(ω₀) est de l'ordre de λ². Peut-on voir un atome unique à l'oeil nu ? Avec une loupe ? Avec un microscope ? Sous quelles conditions ?
- résonance
- pouvoir de résolution
ENS Physique U PSI 2022, Q17
En déduire que le champ électrique induit sur l'atome une force moyenne qui s'écrit F_el = q Σ_i=x,y,z r_i · ∂/(∂ R_i) E(R, t) (10) où les crochets · indiquent la moyenne temporelle sur la période…
- force dipolaire
- gradient de champ
ENS Physique U PSI 2022, Q21
En écrivant E₀(R) sous la forme E₀(R) = |E₀(R)|exp [iφ(R)], montrer que F_el + F_mag se décompose en deux composantes F₁ et F₂, où F₁ est proportionnelle au gradient de l'amplitude du champ…
- force de gradient
- force de pression de radiation
ENS Physique U PSI 2022, Q27
Expliquer comment on peut pièger des atomes avec un faisceau gaussien. Montrer toutefois que le piège est très anisotrope, et que la cuvette de potentiel est beaucoup plus étroite dans la direction…
- pince optique
- potentiel effectif
ENS Physique U PSI 2022, Q31
Montrer que les conditions limites sur le reste de la surface du miroir impose que R(D/2) = R_c. En déduire la valeur du rayon du faisceau au col w_0,p² = λ_p/2π √(D(2R_c-D)) (21)
- cavité résonante
- rayon de courbure
ENS Physique U PSI 2022, Q32
En utilisant l'approximation paraxiale, montrer que le champ de fréquence ω_p/2π peut se mettre sous la forme E_p(R, t) ≈ E₊ u_p(R) e⁻iω_p t eₓ (22) avec u_p(R) = exp [-r²/w_0,p²] sin [k_p(z+D/2)]…
ENS Physique U PSI 2022, Q34
Calculer l'énergie électromagnétique W_p pour le mode p en intégrant sur l'espace V₀ compris entre les plans z = -D/2 et z = D/2. On négligera la courbure des miroirs. Montrer que W_p = (ε₀ |E₊|²)/2…
- énergie électromagnétique
- quantification du champ
ENS Physique U PSI 2022, Q39
Réciproquement, le mouvement de l'électron agit sur le champ. A partir des équations de Maxwell, on montre que Δ A(R, t) - 1/c² (∂² A(R, t))/(∂ t²) = -µ₀ j (33) où j est la densité de courant…
- potentiel vecteur
- équation de d'alembert avec source
ENS Physique U PSI 2022, Q41
On se place à résonance (ω₀ = ω). Eliminer la variable β pour obtenir une équation différentielle du deuxième ordre sur r. En déduire le temps caractéristique τ(R₀) de la dynamique du système…
- oscillateur couplé
- temps caractéristique
ENS Physique U PSI 2022, Q42
Montrer que τ(R₀) → ∞ lorsque l'atome s'approche de l'un des points (0, 0, ± D/2). Donner un argument physique pour justifier que le dipôle ne rayonne plus de champ lorsqu'il est proche d'un des…
ENS Physique U PSI 2022, Q46
On récrit r(t) = α(t) r₀. Montrer que les équations différentielle couplées pour α et β s'écrivent α = -iΩ₀/2β (37) β = -iΩ₀/2α (38) Donner l'expression de Ω₀.
- fréquence de rabi
- oscillateur couplé
ENS Physique U PSI 2022, Q59
Montrer que, pour un ℓ donné Σ_ε V_ℓ,ε² = 1/4 1/(2ω₀ m ħ) q² E_ℓ² sin ²Θ_ℓ (59) où Θ_ℓ est l'angle entre k_ℓ et eₓ. En déduire que Γ = 1/8 Σ_ℓ q²/(mε₀ L³) sin ²Θ_ℓ ∫_-∞∞ ei⁽ω₀⁻ω_ℓ⁾t dt (60)
- polarisation transverse
- relation de fermeture
ENS Physique U PSI 2022, Q61
En utilisant que ρ(ω, Θ) = 1/2 (dN₀(ω))/dω sin Θ (62) où N₀(ω) a été donné à l'équation (53), montrer que Γ = q²ω₀²/(12πε₀ c³ m) (63) On rappelle que ∫_-∞∞ ei⁽ω₀⁻ω⁾tdt = 2πδ(ω-ω₀).
- taux d'émission spontanée
- intégrale angulaire
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MP 2022, Q37
Quelle équation de Maxwell exprime la conservation du flux de B ? En quoi cette propriété s'illustre-t-elle sur la carte fournie ? En utilisant les figures D et E, vous apporterez une réponse…
- équation de maxwell-thomson
- conservation du flux
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 PSI 2022, Q22
Obtenir l'expression du vecteur de Poynting Π(z, t), puis celle de sa moyenne temporelle Π(z, t).
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 TSI 2022, Q21
Déterminer la valeur de l'amplitude du champ électrique à une distance d = 5 m de l'antenne, cette distance correspondant à la distance entre l'antenne et le siège où est assis le patient.
CCINP Physique MP 2022, Q23
L’accélération γ ainsi induite provoque une force de réaction de rayonnement égale à f_ray = Kₑ dγ/dt avec la constante Kₑ = e²/(6πε₀ c³). On admettra pour la suite l’égalité mₑ/τ₀ω² = Kₑ. Montrer…
- réaction de rayonnement
- bilan d'énergie
CCINP Physique MP 2022, Q33
Un traitement semi-classique de l’atome d’hydrogène permet une approche énergétique de la modification du rayon en écrivant un bilan de la forme : -Kₑ(e²/(4πε₀ mₑ)1/ρ²) = d/dt((-e²)/8πε₀1/ρ). a)…
- bilan de puissance
- temps de vie radiatif
Banque PT Physique A PT 2022, Q17
A quelle condition sur k, les deux autres équations de Maxwell sont-elles satisfaites ?
Banque PT Physique A PT 2022, Q18
On souhaite déterminer l'intensité du courant i circulant le long du câble ; pour cela, on se propose d'appliquer le théorème d'Ampère sur un contour fermé circulaire de rayon r compris entre R₁ et…
Banque PT Physique A PT 2022, Q19
Exprimer la puissance moyenne temporelle transportée par l'onde à travers le câble en fonction de E₀, ε₀, µ₀, R₁, R₂.
- vecteur de poynting
- puissance électromagnétique
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MP 2021, Q31
Expliquer qualitativement pourquoi il peut exister dans le plasma un champ électrique dû aux courants dans les lames. Montrer qu'il s'écrit sous la forme E(x,t) = E(x,t)e_y et justifier que E(x,t)…
- équation de maxwell-faraday
- champ électromoteur
- symétrie
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MP 2021, Q37
Rappeler l'expression de la puissance volumique cédée par le champ électromagnétique aux électrons et l'exprimer en fonction des données du problème. Que vaut-elle en moyenne sachant que…
- puissance volumique
- moyenne temporelle
- effet joule
CCINP Physique MP 2021, Q33
a) Montrer que la puissance surfacique moyenne rayonnée en un point M de la zone de rayonnement peut se mettre sous la forme P = Kω⁴ (sin ²(θ))/r². b) Exprimer K en fonction de µ₀, c et p₀.
CCINP Physique-Chimie MP 2021, Q10
En suivant la même démarche qu'en Q9a et Q9b, établir les expressions des champs de l'onde réfléchie, B'_r(x,t) et E'_r(x,t) dans (R').
- onde électromagnétique plane
- changement de référentiel
X-ENS Physique MP 2020, Q1
En reprenant l'équation de Helmholtz portant sur E(x,z), et en utilisant les formules (3) et (4), montrer que la fonction E(α,z) vérifie l'équation différentielle suivante : ∂²/(∂ z²)E(α,z) +…
- équation de helmholtz
- paquet d'ondes
X-ENS Physique MP 2020, Q11
À partir des résultats généraux établis dans la partie I, concernant la propagation d'un paquet d'ondes planes progressives et harmoniques, établir l'expression intégrale de E_L(x,z) dans le…
- faisceau gaussien
- transformée de fourier
X-ENS Physique MP 2020, Q12
Déterminer l'expression approchée de W(z) dans les limites z ≪ z_R et z ≫ z_R et tracer la courbe représentant W en fonction de z. Définir et exprimer l'angle θ de divergence du faisceau laser. À…
- faisceau gaussien
- divergence angulaire
X-ENS Physique MP 2020, Q14
Dans le cas où z vérifie conjointement les conditions z ≫ z_R et z ≫ |x|, montrer que le terme exp (ikz)exp [ikx²/(2R(z))] s'identifie au terme de phase caractéristique d'une onde sphérique, dans le…
- surface d'onde
- longueur de rayleigh
X-ENS Physique MP 2020, Q33
Quelle est dans ce cas la distance de Rayleigh z_R (autour du point focal) ? En déduire l'échelle de longueur sur laquelle l'intensité est significative le long de l'axe (Oz) de propagation du…
- longueur de rayleigh
- confinement optique
Mines-Ponts Physique 1 PSI 2020, Q29
À l'aide des deux schémas de la figure 12, déterminer quelques points du spectre de la lumière reçue par la Lune en N permettant de représenter la courbe correspondante sur la feuille réponse…
- diffusion rayleigh
- spectre d'émission
- réfraction atmosphérique
Mines-Ponts Physique 2 PC 2020, Q24
Justifier le fait qu'il soit plus pertinent de comparer les carrés des champs que leurs amplitudes. En faisant les hypothèses simplificatrices nécessaires sur la forme de l'impulsion estimer l'ordre…
CentraleSupélec Physique 1 PC 2020, Q33
Déterminer, dans le cas résonant, la valeur moyenne de la force de Lorentz agissant sur l'électron. Préciser le sens de cette force moyenne et exprimer sa valeur en fonction de l'intensité de l'onde…
- force de lorentz
- pression de radiation
E3A Physique-Chimie PSI 2020, QG6
Ce profil de courant i(x,t) est couplé à un profil de densité linéique de charge λ(x,t) au sein du fil. En appliquant soigneusement un bilan de charge à un fin tronçon de fil d'épaisseur dx entre…
Mines-Ponts Physique 2 PC 2026, Q34
Déterminer l'équation différentielle vérifiée par le rayon r(t) de l'orbite de l'électron. En déduire r(t) si le rayon initial est noté r₀. Dans le cas de l'atome d'hydrogène pour lequel r₀ = 53 pm…
- formule de larmor
- effondrement radiatif
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MP 2026, Q37
Montrer alors que le bilan d'énergie conduit à la relation (∂ Π(x, t))/(∂ x) + 1/c (∂ Π(x, t))/(∂ t) = γ(ω) Π(x, t) - p(ω) où γ(ω) et p(ω) sont à expliciter en fonction de A, b, n₁, n₂, c et ħω.
ENS Physique C PC 2025, Q57
En mécanique Newtonienne, la force subie par un point matériel ne doit pas changer lorsqu'on passe d'un référentiel Galiléen à un autre par une translation rectiligne uniforme. Déduire dans ce cadre…
- invariance galiléenne
- transformation des champs
X-ENS Physique PSI 2025, Q6
En exploitant les équations locales de l'électromagnétisme en notation complexe, montrer que la densité volumique de charge ρ(M, t) en un point M du conducteur vérifie l'équation suivante : (∂²…
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 TSI 2025, Q48
Que peut-on déduire de cet enregistrement ?
- effet doppler
- localisation par satellite
X-ENS Physique MP 2024, Q8
À partir d'un bilan de quantité de mouvement, expliquer comment la charge ponctuelle est mise en mouvement. En particulier, la quantité de mouvement de la particule est-elle conservée au cours du…
- bilan de quantité de mouvement
- quantité de mouvement électromagnétique
CCINP Physique-Chimie TSI 2024, Q58
En vous aidant de l'expérience décrite ci-dessus et en expliquant la démarche suivie, évaluer la fréquence des micro-ondes. Commenter.
X-ENS Physique B PC 2023, Q18.b
En déduire p_z l'impulsion du photon projeté sur l'axe (Oz). Montrer que, en z = 0 (foyer optique du laser, où l'intensité est maximale), on a la correction : δ k_rel(z = 0) (p_z(z = 0) - ħ k)/(ħ k)…
- phase de gouy
- quantité de mouvement du photon
X-ENS Physique B PC 2023, Q20.b
En utilisant l'Éq. 21, en déduire le signe δ k_rel dans les régions associées aux maxima et aux minima d'intensité, et vérifier que l'on retrouve bien les résultats donnés à la question 19…
- phase de gouy
- speckle
- équation paraxiale
X-ENS Physique B PC 2023, Q22
Si expérimentalement on chassait tous les atomes situés dans les maxima d'intensité du faisceau, l'impulsion des photons p ne serait alors transférée qu'aux atomes situés dans les minima…
- quantité de mouvement du photon
- super-impulsion
CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MPI 2023, Q54
Déterminer numériquement la valeur minimale à donner à Δ f pour obtenir une puissance supérieure à P_seuil.
- battement
- puissance moyenne
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MP 2023, Q39
Établir l'expression de la puissance moyenne (temporelle) dissipée dans les deux parois de la cavité de section S, en fonction de B₀, ω, δ, S et µ₀.
- effet de peau
- perte joule
CentraleSupélec Physique-Chimie 2 TSI 2023, Q30
On admet que l'expression du vecteur de Poynting est la même que celle dans le vide avec des notations réelles. Déterminer la valeur moyenne dans le temps du vecteur de Poynting.
ENS Physique U PSI 2022, Q19
Donner l'expression de la force magnétique. Montrer que la composante séculaire de la force magnétique peut s'écrire F_mag = qr × (rot E(R, t)) (11) où × désigne le produit vectoriel. En déduire…
ENS Physique U PSI 2022, Q20
Montrer qu'alors Fₜₒₜ = F_el + F_mag = 1/4 (α_c*(ω)E₀*(R)gradE₀(R) + α_c(ω)E₀(R)gradE₀*(R)) (12)
- force dipolaire
- force optique
ENS Physique U PSI 2022, Q40
Justifier brièvement que le courant j s'écrit j(R) = qrδ³(R-R₀). Montrer que iβe⁻iω t = -qω₀/4ħω rE₁ u(R₀) e⁻iω₀ t (35) On pourra utiliser que ∫_V_0 1/2 ε₀ E_1,p² u_p²(R)d³R = ħω (36)
- densité de courant
- orthogonalité des modes
ENS Physique U PSI 2022, Q58
En utilisant les résultats de la section 2.3, montrer que dans ce modèle l'amplitude α des oscillations du dipôle atomique s'amortit avec un taux Γ = 1/2 Σ_ℓ ω₀/ω_ℓ Σ_ε V_ℓ,ε² ∫_-∞∞ ei⁽ω₀⁻ω_ℓ⁾t dt…
- règle d'or de fermi
- taux d'émission spontanée
X-ENS Physique MP 2020, Q28
En utilisant l'expression (21) et l'identité vectorielle grad(E²) = 2(E · grad)E + 2E ∧ (rotE), exprimer la force F_Lor comme une combinaison linéaire, dont on précisera les coefficients, des termes…
- force électromagnétique
- analyse vectorielle
Pièges classiques
- Attention au signe lors de la dérivation spatiale : avec la convention de phase \mathrm{e}^{\mathrm{i}(\omega t - \vec{k}\cdot\vec{r})}, l'opérateur \vec{\nabla} correspond à -\mathrm{i}\vec{k} et non à +\mathrm{i}\vec{k}.
Questions sources :CCINP Physique MP 2026, Q29CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MPI 2024, Q31
- Le vecteur de Poynting étant quadratique en champs, on ne peut pas multiplier directement les représentations complexes instantanées ; pour la moyenne temporelle, il ne faut jamais oublier le facteur 1/2 dans la formule \langle \vec{\Pi} \rangle = \frac{1}{2\mu_0} \operatorname{Re}(\underline{\vec{E}} \wedge \underline{\vec{B}}^*).
Questions sources :E3A Physique-Chimie PSI 2025, Q7CCINP Physique MP 2026, Q40CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MP 2023, Q39CentraleSupélec Physique-Chimie 2 PSI 2022, Q22Mines-Ponts Physique 1 MP 2020, Q6
- L'énergie et le vecteur de Poynting étant quadratiques en amplitude, toute atténuation spatiale en \mathrm{e}^{-\alpha z} ou temporelle en \mathrm{e}^{-\Gamma t} se traduit par une décroissance énergétique deux fois plus rapide, respectivement en \mathrm{e}^{-2\alpha z} ou \mathrm{e}^{-2\Gamma t}.
Questions sources :CCINP Physique MP 2026, Q40ENS Physique C PC 2024, Q3ENS Physique U PSI 2022, Q7ENS Physique U PSI 2022, Q58
- Pour une onde rétropropageante se déplaçant dans le sens des coordonnées décroissantes (\vec{k}_r = -k\vec{e}_z), le vecteur d'onde introduit un signe moins qui modifie l'orientation de \vec{B} afin de maintenir un trièdre direct et un flux d'énergie cohérent.
Questions sources :CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MPI 2023, Q19Mines-Ponts Physique 2 MPI 2023, Q9CentraleSupélec Physique 1 PC 2022, Q24CCINP Physique-Chimie MP 2021, Q10Mines-Ponts Physique 2 MPI 2025, Q23
- Il ne faut pas confondre la direction de polarisation, définie par la direction d'oscillation du champ électrique \vec{E}, et la direction de propagation de l'onde, donnée par son vecteur d'onde \vec{k}.
Questions sources :X-ENS Physique MPI 2025, Q16CCINP Physique-Chimie TSI 2023, Q32
- Dans l'identité vectorielle du double rotationnel, veiller à ne pas omettre le signe moins devant le laplacien vectoriel : \vec{\operatorname{rot}}(\vec{\operatorname{rot}}\vec{A}) = \vec{\operatorname{grad}}(\operatorname{div}\vec{A}) - \vec{\Delta}\vec{A}.
Question source :CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MPI 2024, Q30
- En coordonnées curvilignes (cylindriques ou sphériques), le laplacien vectoriel \vec{\Delta}\vec{E} ne se réduit pas à l'application du laplacien scalaire composante par composante.
Question source :CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MPI 2024, Q30
- Une surface d'onde plane (condition géométrique z = \text{cste}) ne suffit pas à définir une onde plane au sens strict, cette dernière exigeant l'invariance spatiale des amplitudes selon les directions transverses.
Question source :CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MPI 2024, Q36
- Attention à l'ordre des facteurs dans les produits vectoriels reliant champs et vecteur de Poynting : permuter deux vecteurs de base cartésiens inverse le signe du flux d'énergie ou viole le caractère direct du trièdre (\vec{k}, \vec{E}, \vec{B}).
Questions sources :CCINP Physique-Chimie TSI 2023, Q37X-ENS Physique MP 2024, Q7CCINP Physique-Chimie TSI 2023, Q38CCINP Physique-Chimie MP 2021, Q9Banque PT Physique A PT 2020, Q3
- Ne pas confondre l'amplitude crête E_0 et la valeur efficace E_{\text{eff}} = E_0/\sqrt{2} dans l'expression de l'intensité moyenne d'une onde plane, qui s'écrit I = \frac{1}{2}\varepsilon_0 c E_0^2 = \varepsilon_0 c E_{\text{eff}}^2.
Questions sources :CentraleSupélec Physique-Chimie 2 TSI 2022, Q21X-ENS Physique-SI MP 2023, Q2
- Le champ électrique (vecteur polaire) est tangentiel aux plans de symétrie des courants et normal aux plans d'antisymétrie, tandis que le champ magnétique (pseudovecteur) est normal aux plans de symétrie et tangentiel aux plans d'antisymétrie.
Questions sources :CCINP Physique MP 2022, Q2CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MP 2021, Q31
- Dans un conducteur ohmique, le champ magnétique présente un retard de phase de \pi/4 par rapport au champ électrique, qu'il ne faut pas oublier lors du calcul du vecteur de Poynting.
Question source :CentraleSupélec Physique-Chimie 2 PSI 2022, Q22
- Dans l'équation de Maxwell-Ampère, le courant de déplacement \varepsilon_0 \frac{\partial \vec{E}}{\partial t} ne doit pas être négligé aux fréquences optiques ou élevées, car il devient prépondérant ou du même ordre de grandeur que le courant de conduction.
Question source :CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MP 2021, Q27
- Bien que la force magnétique exercée sur une particule non relativiste soit négligeable en valeur de crête devant la force électrique, sa moyenne temporelle est non nulle et contribue seule à la force de pression de radiation.
Question source :CentraleSupélec Physique 1 PC 2020, Q33
- Ne pas oublier que l'électron porte la charge q = -e, ce qui oriente le moment dipolaire \vec{p} = -e\vec{r} dans le sens opposé au vecteur position et modifie le signe de la densité volumique de charge.
Questions sources :CCINP Physique-Chimie MPI 2025, Q15CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MP 2021, Q27E3A Physique-Chimie PC 2020, Q20
- Dans l'ARQS magnétique, seul le courant de déplacement de Maxwell-Ampère est négligé ; le terme d'induction -\frac{\partial \vec{B}}{\partial t} dans Maxwell-Faraday doit impérativement être conservé.
Question source :X-ENS Physique PSI 2020, Q23
- L'annulation du flux du courant de déplacement à travers une surface ne provient pas nécessairement d'un régime stationnaire, mais souvent de l'orthogonalité géométrique entre \vec{E} et l'élément de surface.
Question source :Banque PT Physique A PT 2022, Q18
- Ne pas confondre la puissance émise par rayonnement (définie positive) et la puissance mécanique reçue par la particule (négative) : le bilan d'énergie de l'oscillateur s'écrit \frac{\mathrm{d}\langle \mathcal{E}\rangle}{\mathrm{d}t} = -\mathcal{P}_{\text{ray}}.
Questions sources :Mines-Ponts Physique 2 PC 2026, Q28CCINP Physique MP 2022, Q8
- L'approximation dipolaire électrique (taille de la source petite devant la longueur d'onde) cesse d'être valable pour des états atomiques très excités (atomes de Rydberg) dont le rayon orbital devient comparable à la longueur d'onde.
Question source :CentraleSupélec Physique 1 PC 2020, Q27
À retenir
- Le courant de déplacement \vec{\jmath}_D = \varepsilon_0 \frac{\partial \vec{E}}{\partial t} introduit par Maxwell assure la compatibilité mathématique avec la conservation locale de la charge et permet la propagation des ondes électromagnétiques à la vitesse c = 1/\sqrt{\varepsilon_0 \mu_0}.
Questions sources :CCINP Physique-Chimie TSI 2026, Q9E3A Physique-Chimie PC 2026, Q1CCINP Physique-Chimie TSI 2024, Q1CentraleSupélec Physique-Chimie 1 TSI 2024, Q49CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MP 2023, Q1
- L'établissement de l'équation de d'Alembert pour \vec{E} ou \vec{B} repose sur l'identité \vec{\operatorname{rot}}(\vec{\operatorname{rot}}\vec{A}) = \vec{\operatorname{grad}}(\operatorname{div}\vec{A}) - \vec{\Delta}\vec{A}, le théorème de Schwarz et l'élimination croisée des champs via les équations de Maxwell dans le vide.
Questions sources :CCINP Physique-Chimie TSI 2026, Q10CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MP 2026, Q16CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MPI 2026, Q33E3A Physique-Chimie MP 2025, Q33CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MPI 2024, Q30
- Pour une onde plane progressive harmonique (OPPH) dans le vide selon \vec{u}, la relation de structure s'écrit \vec{B} = \frac{\vec{u} \wedge \vec{E}}{c} : le trièdre (\vec{u}, \vec{E}, \vec{B}) est direct, les champs sont orthogonaux et vibrent en phase avec E = cB.
Questions sources :CCINP Physique-Chimie TSI 2026, Q12Mines-Ponts Physique 2 PC 2026, Q13E3A Physique-Chimie PSI 2025, Q7CCINP Physique-Chimie TSI 2023, Q36Mines-Ponts Physique 1 PSI 2020, Q19
- Pour une OPPH dans le vide, l'énergie est équipartie entre champ électrique et champ magnétique (\langle w_e \rangle = \langle w_m \rangle = \frac{1}{4}\varepsilon_0 E_0^2), et le vecteur de Poynting moyen vaut \langle \vec{\Pi} \rangle = \langle u_{\mathrm{em}} \rangle c \vec{u} = \frac{E_0^2}{2\mu_0 c}\vec{u}.
Questions sources :CCINP Physique-Chimie TSI 2026, Q13E3A Physique-Chimie MPI 2025, Q34E3A Physique-Chimie MP 2024, Q9Mines-Ponts Physique 1 PC 2020, Q20
- Le spectre visible s'étend d'environ 400\text{ nm} à 800\text{ nm} (soit des fréquences de 4\cdot 10^{14} à 7{,}5\cdot 10^{14}\text{ Hz}), encadré par le proche ultraviolet (10\text{ à }400\text{ nm}) et l'infrarouge (800\text{ nm}\text{ à }1\text{ mm}).
Questions sources :Banque PT Modelisation PT 2026, Q21CentraleSupélec Physique-Chimie 2 TSI 2022, Q15Mines-Ponts Physique 2 PC 2021, Q17Polytechnique Physique A PC 2020, Q20
- Dans le vide, la relation de dispersion linéaire \omega = ck implique que la vitesse de phase v_\varphi = \frac{\omega}{k} = c est indépendante de la pulsation : le vide est strictement non dispersif, et vitesse de phase et vitesse de groupe y sont égales.
Questions sources :E3A Physique-Chimie MPI 2025, Q29Mines-Ponts Physique 2 MPI 2025, Q17CentraleSupélec Physique-Chimie 1 TSI 2024, Q52CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MP 2022, Q17
- En notation complexe avec la convention (\omega t - \vec{k}\cdot\vec{r}), les opérateurs différentiels se remplacent par des produits algébriques : \frac{\partial}{\partial t} \to \mathrm{i}\omega, \vec{\nabla} \to -\mathrm{i}\vec{k}, \operatorname{div} \to -\mathrm{i}\vec{k}\cdot et \vec{\operatorname{rot}} \to -\mathrm{i}\vec{k}\wedge.
Questions sources :Mines-Ponts Physique 2 PC 2026, Q12CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MPI 2024, Q31E3A Physique-Chimie MP 2024, Q3CCINP Physique-Chimie TSI 2023, Q36
- Pour une distribution de courants, le champ électrique \vec{E} (vecteur polaire) est tangent aux plans de symétrie et normal aux plans d'antisymétrie, alors que le champ magnétique \vec{B} (pseudovecteur) est normal aux plans de symétrie et tangent aux plans d'antisymétrie.
Questions sources :CCINP Physique-Chimie MP 2025, Q18CCINP Physique-Chimie MPI 2025, Q14CCINP Physique MP 2023, Q30
- Le bilan local d'énergie électromagnétique s'exprime par le théorème de Poynting \frac{\partial u_{\mathrm{em}}}{\partial t} + \operatorname{div}\vec{\Pi} = -\vec{\jmath}\cdot\vec{E}, où u_{\mathrm{em}} = \frac{\varepsilon_0 E^2}{2} + \frac{B^2}{2\mu_0} et -\vec{\jmath}\cdot\vec{E} représente la puissance volumique cédée aux charges.
Questions sources :CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MP 2024, Q18X-ENS Physique MP 2024, Q1CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MP 2023, Q38
- L'ARQS magnétique est valide lorsque la dimension du circuit vérifie L \ll \lambda = cT : elle consiste à négliger le courant de déplacement devant les courants de conduction tout en conservant le terme d'induction dans Maxwell-Faraday.
Questions sources :E3A Physique-Chimie MPI 2025, Q31E3A Physique-Chimie PC 2025, QPhysique-I-Q3X-ENS Physique MPI 2025, Q10CentraleSupélec Physique-Chimie 2 MP 2021, Q28E3A Physique-Chimie PSI 2020, QA1
- Dans le vide ou un milieu isolant non chargé, une onde plane progressive transverse vérifie identiquement \operatorname{div}\vec{E} = 0, ce qui impose l'absence de toute densité volumique de charge libre induite.
Questions sources :CCINP Physique PC 2024, Q38Mines-Ponts Physique 2 MPI 2023, Q7CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MP 2021, Q28
- La polarisation d'une onde électromagnétique est conventionnellement définie par la direction d'oscillation du champ électrique \vec{E} au cours du temps ; elle est dite rectiligne si cette direction reste fixe.
Questions sources :CCINP Physique MP 2026, Q27CCINP Physique-Chimie TSI 2023, Q35CCINP Physique PC 2022, Q28
- Pour une particule non relativiste (v \ll c) soumise à une onde électromagnétique, la force de Lorentz magnétique q\vec{v}\wedge\vec{B} est un facteur v/c plus faible que la force électrique q\vec{E}, ce qui justifie l'approximation \vec{F} \approx q\vec{E}.
Questions sources :ENS Physique U PSI 2024, Q[9]X-ENS Physique PSI 2024, Q33CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MP 2021, Q24E3A Physique-Chimie PC 2020, Q20
- Le rayonnement dipolaire repose sur deux approximations disjointes : l'approximation dipolaire électrique (d \ll \lambda, retards internes négligés) et la zone de rayonnement (r \gg \lambda, où les champs sont en 1/r et transportent l'énergie à l'infini).
Questions sources :CCINP Physique-Chimie MP 2025, Q20CCINP Physique-Chimie MPI 2025, Q16CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MPI 2023, Q42CCINP Physique MP 2022, Q1
- Selon la formule de Larmor, la puissance totale moyenne rayonnée par un dipôle électrique oscillant est proportionnelle au carré de l'accélération des charges et varie selon \omega^4 p_0^2.
Questions sources :X-ENS Physique PSI 2024, Q31CCINP Physique MP 2022, Q7CCINP Physique MP 2021, Q35
- La célérité des ondes électromagnétiques dans le vide est fixée par les constantes fondamentales de l'électrostatique et de la magnétostatique via la relation c = 1/\sqrt{\varepsilon_0 \mu_0}, soit \varepsilon_0 \mu_0 c^2 = 1.
Questions sources :CentraleSupélec Physique-Chimie 1 TSI 2024, Q50E3A Physique-Chimie MP 2024, Q2X-ENS Physique MP 2024, Q2Banque PT Physique A PT 2022, Q14CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MP 2022, Q16
- L'absence de monopôles magnétiques isolés impose \operatorname{div}\vec{B} = 0, ce qui assure la conservation du flux de \vec{B} à travers toute surface fermée et oblige les lignes de champ à se refermer sur elles-mêmes.
Questions sources :Mines-Ponts Physique 2 MPI 2026, Q4CentraleSupélec Physique-Chimie 1 TSI 2024, Q49
- À la frontière d'un conducteur parfait, la composante tangentielle du champ électrique est strictement nulle (\vec{E} \wedge \vec{n} = \vec{0}).
Question source :X-ENS Physique MP 2024, Q11
- Pour un faisceau gaussien, la largeur w(z) est définie à 1/\mathrm{e}^2 en intensité, le front d'onde est rigoureusement plan au col (z=0), et la longueur de Rayleigh z_R = \frac{\pi w_0^2}{\lambda} sépare la zone de champ proche de la divergence conique lointaine.
Questions sources :ENS Physique U PSI 2022, Q25ENS Physique U PSI 2022, Q26X-ENS Physique MP 2020, Q13
- Dans un conducteur ohmique homogène, tout déséquilibre de charge volumique s'atténue exponentiellement selon le temps de relaxation \tau = \varepsilon/\gamma, garantissant la neutralité volumique \rho \approx 0 au-delà de quelques \tau.
Questions sources :CCINP Physique MP 2023, Q42CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MPI 2023, Q8CentraleSupélec Physique-Chimie 1 MPI 2023, Q9CentraleSupélec Physique-Chimie 2 PSI 2022, Q17CentraleSupélec Physique-Chimie 2 PSI 2022, Q18
Les questions sont classées par chapitre à partir des corrigés détaillés de WikiPrépa ; une question peut relever de deux chapitres. La difficulté, de 1 (application directe) à 4 (difficile), est une estimation. Comment les corrigés sont rédigés et relus