Test de début de semestre 8

09 février 2021

Test de début de semestre 8

Nom : . . . .

Ce test vous est soumis dans le cadre d’une étude scientifique sur les méthodes d’apprentissage. Il n’est pas obligatoire.

Il est anonyme. (Cette première page à votre nom sera détachée des autres pages) Il n’a aucune incidence sur vos notes.

Merci de votre participation !

.

1 Votre profil

Question 1 Vous êtes : Une élève

Un élève

Je ne souhaite pas ré- pondre

Question 2 Votre filière (celle de 1A si vous avez changé) :

Classique FIE CFA

Question 3 Votre formation avant l’entrée à l’IOGS :

CPGE

Licence L2 ou L3 BTS/ DUT

2 Les sciences et vous

Dans les 10 questions suivantes, indiquer votre degré d’accord avec la proposition selon l’échelle suivante :

1 2 3 4 5 6

Fortement en désaccord

Moyennement en désaccord

Plutôt en

désaccord Plutôt d’accord Moyennement d’accord

Fortement en accord

Question 4 Les sciences sont utiles pour résoudre les problèmes de la vie de tous les jours.

1 2 3 4 5 6

Question 5 J’aime beaucoup les sciences.

1 2 3 4 5 6

Question 6 J’aime lire des articles ou regarder des vidéos scientifiques en dehors des cours.

1 2 3 4 5 6

Question 7 La plupart des gens devrait étudier les sciences.

1 2 3 4 5 6

Question 8 Les sciences sont utiles pour comprendre le monde d’aujourd’hui

1 2 3 4 5 6

Question 9 Les sciences sont d’une grande importance pour le développement d’une nation.

1 2 3 4 5 6

Question 10 C’est important de connaître les sciences pour obtenir un bon travail

1 2 3 4 5 6

Question 11 J’aime le défi des problèmes scientifiques

1 2 3 4 5 6

Question 12 Il est important pour moi de comprendre les enseignements scientifiques

1 2 3 4 5 6

Question 13 Les sciences sont l’un de mes centres d’intérêt préférés

1 2 3 4 5 6

3 Questions scientifiques

Pour les questions suivantes, cochez la case qui correspond à la réponse qui vous semble la plus correcte. Si les termes de la question ou des réponses ne vous permettent pas de faire un choix, cochez la dernière case. Nous rappelons que ce n’est pas un examen et que vos réponses ne seront pas enregistrées nominativement.

3.1 Traitement du signal

Question 14 Un bruit blanc a

une densité de probabilité gaussienne.

une densité spectrale de puissance constante.

une fonction d’autocorrélation constante.

Je ne peux pas répondre

Question 15 Dans un circuit électronique, toute résistance génère un bruit. La variance de ce bruit Est indépendante de la température.

Augmente quand la température augmente.

Diminue quand la température augmente Je ne peux pas répondre

Question 16 En travaux pratiques, on mesure N fois un flux lumineuxF0(exprimé en nombre de pho- tons) avec un détecteur parfait qui n’introduit aucun bruit. On estime la varianceV de ces mesures.

Quel résultat obtient-on ? V 'F₀².

V '0.

V 'F0.

Je ne peux pas répondre

Question 17 On veut estimer la position d’une impulsion dans un signal bruité. La précision d’esti- mation de cette position dépend

seulement du rapport signal sur bruit.

seulement de la forme de l’impulsion.

du rapport signal sur bruitetde la forme de l’impulsion.

Je ne peux pas répondre

Question 18 On veut détecter la présence d’une impulsion de forme connue dans un signal bruité.

La probabilité de détection dépend

du rapport signal sur bruitetde la forme de l’impulsion.

seulement de la forme de l’impulsion.

seulement du rapport signal sur bruit.

Je ne peux pas répondre

3.2 Electromagnétisme

Question 19 Que peut-on dire d’une antenne qui rayonne de la lumière de manière très directive ? L’antenne vérifie l’approximation dipolaire

L’antenne est nécessairement très grande par rapport à la longueur d’onde Le rayonnement ne peut pas être monochromatique

Je ne peux pas répondre

Question 20 A quoi est directement reliée la partie imaginaire de l’indice optique d’un matériau ? à la vitesse de phase de l’onde dans le milieu.

à l’atténuation de l’onde dans le milieu.

à l’absorption de l’onde dans le milieu.

Je ne peux pas répondre

Question 21 Laquelle de ces équations décrit la propagation d’une onde électromagnétique E en régime monochromatique dans le vide ? c désigne la vitesse de la lumière dans le vide,ωla pulsation de l’onde, etrle vecteur position

∆E(r, t)−^ω_c2²

∂²E(r,t)=

∂r² 0

∆E(r, t)−_c¹2

∂²E(r,t)

∂t² = 0

∆E(r, ω)−^ω_c2²E(r, ω) = 0 Je ne peux pas répondre

Question 22 On envoie une onde électromagnétique sur une interface verre/air, le milieu incident étant le verre. Laquelle de ces affirmations est fausse ?

Le rayon réfracté s’éloigne de la normale à l’interface

Comme le milieu incident est d’indice plus élevé, il n’y a pas d’angle de Brewster ni en polari- sation TM ni en polarisation TE.

Le coefficient de réflexion peut atteindre 1 pour des angles inférieurs à 90˚.

Je ne peux pas répondre

Question 23 Laquelle de ces relations correspond à la relation de dispersion pour un milieu isotrope, homogène, non-dispersif et local traversée par une onde de vecteur d’ondeket de pulsationω? désigne la constante diéléctrique du milieu,µsa perméabilité magnétique, etnson indice.

µ=ω²k²c² =k²n²/ω² =k²c²/ω²

Je ne peux pas répondre

3.3 Physique des semi-conducteurs

Question 24 L’énergie de gap d’un cristal semiconducteur est une grandeur caractéristique du matériau, typiquement comprise entre 0,7 eV et 3,5 eV à température ambiante. Cette grandeur représente physiquement :

L’énergie cinétique des électrons de conduction, électrons libres dans le cristal.

L’énergie qu’il faut apporter aux électrons des liaisons de valence pour devenir des électrons de conduction, libres de se déplacer dans le cristal.

L’énergie qu’il faut apporter aux électrons des liaisons de valence des atomes pour les extraire du matériau.

Je ne peux pas répondre

Question 25 Le Si (silicium) est un semi-conducteur à gap indirect, d’énergie de gapEg= 1,1 eVà température ambiante. On peut donc prévoir que ce matériau est :

transparent aux longueurs d’ondeλ≤1,0µm absorbant aux longueurs d’ondeλ≤1,0µm.

susceptible d’émettre de la lumière aux longueurs d’ondeλ≤1,0µm Je ne peux pas répondre

Question 26 Lorsque la température d’un matériau semiconducteur pur (non-dopé) augmente entre 20˚C et 200˚C, sa résistance électrique (exprimée enΩ) :

augmente, du fait des vibrations du réseau cristallin qui limitent le libre parcours moyen des électrons libres.

diminue, grâce à l’augmentation de la densité des porteurs de charges libres (électrons et trous).

reste constante, car elle ne dépend que de la densité d’atomes qui composent le matériau.

Je ne peux pas répondre

Question 27 La proportion de lumière absorbée dans une couche d’un matériau d’épaisseure= 1µm, à la longueur d’ondeλ= 1,5µm, est de 50%.

Vous pouvez en déduire que l’absorption, à la même longueur d’onde, d’une couche d’épaisseur3µmserait environ égale à :

90 % 75 % 15 %

Je ne peux pas répondre

Question 28 Une photodiode délivre un signal électrique qui dépend de la puissance optique du faisceau lumineux qui l’éclaire, dans sa gamme spectrale de sensibilité. Plus précisément une photodiode est :

Une diode polarisée en inverse qui délivre un courant proportionnel à la puissance lumineuse.

Une diode polarisée en direct qui délivre un courant proportionnel à la puissance lumineuse.

Une diode polarisée en inverse qui délivre une tension proportion- nelle à la puissance lumineuse.

Je ne peux pas répondre

3.4 Polarisation de la lumière

Question 29 Qu’appelle-t-on polarisation de la lumière ? L’évolution temporelle de la direction de propagation

L’évolution temporelle de la phase entre les composantes du champ électriqueE La trajectoire temporelle du vecteur champ électriqueE

Je ne peux pas répondre

Question 30 Une lumière dont les composantesxety du champ électrique sont déphasées de π/2est dite

Dépolarisée

Polarisée linéairement Polarisée circulairement Je ne peux pas répondre

Question 31 Quand une lumière polarisée linéairement à 0˚ (horizontale) passe à travers une lame demi-onde dont l’un des axes est à 45˚, elle ressort

Polarisée circulairement Polarisée linéairement à 90˚

Polarisée elliptiquement avec un grand axe à 45˚

Je ne peux pas répondre

Question 32 Dans un milieu uniaxe, les vecteurs E et D ordinaires sont Parfois parallèles à l’axe optique

Toujours perpendiculaires à l’axe optique Toujours perpendiculaires entre eux Je ne peux pas répondre

Question 33 Deux polarisations linéaires ne peuvent interférer que si Elles sont colinéaires

Elles sont orthogonales

Elles ne sont pas orthogonales Je ne peux pas répondre

3.5 Travaux Pratiques d’Optique

Question 34 Pour mesurer les modes longitudinaux d’un laser, on peut utiliser : un objectif de microscope

un Fabry-Perot confocal à balayage un prisme

Je ne peux pas répondre Question 35 Un hologramme :

est un support sur lequel on peut enregistrer la phase d’une onde optique ne peut exister, c’est une invention de la science-fiction

peut être réalisé avec une caméra Je ne peux pas répondre

Question 36 Pour observer avec un instrument l’image de la préparation qui sort d’un microscope (derrière l’oculaire), j’utilise :

Un viseur (microscope de banc)

une lunette permettant d’observer à l’infini une caméra sans objectif

Je ne peux pas répondre

Question 37 Pour observer rapidement l’image d’un objet à distance finie avec un viseur (micro- scope de banc), la valeur de la distance de départ, avant mise au point, entre l’objet à observer et le viseur doit être :

légèrement plus grande que la frontale de l’objectif du viseur collée à l’objet

égale à la valeur de la frontale de l’objectif du viseur Je ne peux pas répondre

Question 38 Considérez un système optique limité par la diffraction avec une pupille d’étendue variable qui fait l’image d’un objet. Vous diminuez le diamètre de la pupille. Quelles observations faites vous ?

L’image devient plus nette.

L’image devient plus floue.

La profondeur du champ diminue.

Je ne peux pas répondre

Question 39 Considérez un système optique qui fait l’image d’un objet. Vous identifiez le plan de Fourier et vous y placez un écran qui bloque la lumière sur l’axe et en immédiate proximité. Quelle observation faites vous ?

Les contours de l’image ressortent et les parties pleines de l’image deviennent sombres.

L’image devient plus nette.

L’image devient plus floue.

Je ne peux pas répondre

3.6 Lasers

Question 40 Quelle proposition est correcte ?

au seuil d’un oscillateur laser, le gain dans le milieu amplificateur compense exactement les pertes de la cavité

au seuil d’un oscillateur laser, le gain dans le milieu amplificateur est supérieur aux pertes de la cavité

au seuil d’un oscillateur laser, le laser émet une forte puissance Je ne peux pas répondre

Question 41 La durée des impulsions laser dans un laser déclenché :

est supérieure au temps nécessaire pour faire un tour dans la cavité laser ne dépend que de la transmission du miroir de sortie

est inférieure au temps d’un tour de cavité Je ne peux pas répondre

Question 42 La durée des impulsions laser dans un laser à synchronisation des modes en phase : est inférieure au temps nécessaire pour faire un tour dans la cavité laser

est supérieure au temps d’un tour de cavité ne dépend que de la longueur de la cavité Je ne peux pas répondre

Question 43 La taille minimale de focalisation d’un faisceau laser de longueur d’onde lambda est très petite

indépendante de la longueur d’onde de l’ordre de lambda au carré

Je ne peux pas répondre

Question 44 Lors de sa propagation, un faisceau gaussien garde une structure transverse gaussienne en tout plan se transforme et fait des anneaux de diffraction à l’infini est collimaté

Je ne peux pas répondre

09 février 2021

Test de début de semestre 8

Nom : . . . .

Ce test vous est soumis dans le cadre d’une étude scientifique sur les méthodes d’apprentissage. Il n’est pas obligatoire.

Il est anonyme. (Cette première page à votre nom sera détachée des autres pages) Il n’a aucune incidence sur vos notes.

Merci de votre participation !

.

1 Votre profil

Question 1 Vous êtes : Une élève

Un élève

Je ne souhaite pas ré- pondre

Question 2 Votre filière (celle de 1A si vous avez changé) :

Classique FIE CFA

Question 3 Votre formation avant l’entrée à l’IOGS :

CPGE

Licence L2 ou L3 BTS/ DUT

2 Les sciences et vous

Dans les 10 questions suivantes, indiquer votre degré d’accord avec la proposition selon l’échelle suivante :

1 2 3 4 5 6

Fortement en désaccord

Moyennement en désaccord

Plutôt en

désaccord Plutôt d’accord Moyennement d’accord

Fortement en accord

Question 4 Les sciences sont utiles pour résoudre les problèmes de la vie de tous les jours.

1 2 3 4 5 6

Question 5 J’aime beaucoup les sciences.

1 2 3 4 5 6

Question 6 J’aime lire des articles ou regarder des vidéos scientifiques en dehors des cours.

1 2 3 4 5 6

Question 7 La plupart des gens devrait étudier les sciences.

1 2 3 4 5 6

Question 8 Les sciences sont utiles pour comprendre le monde d’aujourd’hui

1 2 3 4 5 6

Question 9 Les sciences sont d’une grande importance pour le développement d’une nation.

1 2 3 4 5 6

Question 10 C’est important de connaître les sciences pour obtenir un bon travail

1 2 3 4 5 6

Question 11 J’aime le défi des problèmes scientifiques

1 2 3 4 5 6

Question 12 Il est important pour moi de comprendre les enseignements scientifiques

1 2 3 4 5 6

Question 13 Les sciences sont l’un de mes centres d’intérêt préférés

1 2 3 4 5 6

3 Questions scientifiques

Pour les questions suivantes, cochez la case qui correspond à la réponse qui vous semble la plus correcte. Si les termes de la question ou des réponses ne vous permettent pas de faire un choix, cochez la dernière case. Nous rappelons que ce n’est pas un examen et que vos réponses ne seront pas enregistrées nominativement.

3.1 Traitement du signal

Question 14 Un bruit blanc a

une densité de probabilité gaussienne.

une densité spectrale de puissance constante.

une fonction d’autocorrélation constante.

Je ne peux pas répondre

Question 15 Dans un circuit électronique, toute résistance génère un bruit. La variance de ce bruit Diminue quand la température augmente

Est indépendante de la température.

Augmente quand la température augmente.

Je ne peux pas répondre

Question 16 En travaux pratiques, on mesure N fois un flux lumineuxF0(exprimé en nombre de pho- tons) avec un détecteur parfait qui n’introduit aucun bruit. On estime la varianceV de ces mesures.

Quel résultat obtient-on ? V 'F₀².

V 'F0. V '0.

Je ne peux pas répondre

Question 17 On veut estimer la position d’une impulsion dans un signal bruité. La précision d’esti- mation de cette position dépend

du rapport signal sur bruitetde la forme de l’impulsion.

seulement du rapport signal sur bruit.

seulement de la forme de l’impulsion.

Je ne peux pas répondre

Question 18 On veut détecter la présence d’une impulsion de forme connue dans un signal bruité.

La probabilité de détection dépend

du rapport signal sur bruitetde la forme de l’impulsion.

seulement du rapport signal sur bruit.

seulement de la forme de l’impulsion.

Je ne peux pas répondre

3.2 Electromagnétisme

Question 19 Que peut-on dire d’une antenne qui rayonne de la lumière de manière très directive ? L’antenne est nécessairement très grande par rapport à la longueur d’onde

L’antenne vérifie l’approximation dipolaire

Le rayonnement ne peut pas être monochromatique Je ne peux pas répondre

Question 20 A quoi est directement reliée la partie imaginaire de l’indice optique d’un matériau ? à la vitesse de phase de l’onde dans le milieu.

à l’absorption de l’onde dans le milieu.

à l’atténuation de l’onde dans le milieu.

Je ne peux pas répondre

Question 21 Laquelle de ces équations décrit la propagation d’une onde électromagnétique E en régime monochromatique dans le vide ? c désigne la vitesse de la lumière dans le vide,ωla pulsation de l’onde, etrle vecteur position

∆E(r, t)−_c¹2

∂²E(r,t)

∂t² = 0

∆E(r, t)−^ω_c2²

∂²E(r,t)=

∂r² 0

∆E(r, ω)−^ω_c2²E(r, ω) = 0 Je ne peux pas répondre

Question 22 On envoie une onde électromagnétique sur une interface verre/air, le milieu incident étant le verre. Laquelle de ces affirmations est fausse ?

Le coefficient de réflexion peut atteindre 1 pour des angles inférieurs à 90˚.

Le rayon réfracté s’éloigne de la normale à l’interface

Comme le milieu incident est d’indice plus élevé, il n’y a pas d’angle de Brewster ni en polari- sation TM ni en polarisation TE.

Je ne peux pas répondre

Question 23 Laquelle de ces relations correspond à la relation de dispersion pour un milieu isotrope, homogène, non-dispersif et local traversée par une onde de vecteur d’ondeket de pulsationω? désigne la constante diéléctrique du milieu,µsa perméabilité magnétique, etnson indice.

=k²n²/ω² =k²c²/ω² µ=ω²k²c²

Je ne peux pas répondre

3.3 Physique des semi-conducteurs

Question 24 L’énergie de gap d’un cristal semiconducteur est une grandeur caractéristique du matériau, typiquement comprise entre 0,7 eV et 3,5 eV à température ambiante. Cette grandeur représente physiquement :

L’énergie qu’il faut apporter aux électrons des liaisons de valence des atomes pour les extraire du matériau.

L’énergie qu’il faut apporter aux électrons des liaisons de valence pour devenir des électrons de conduction, libres de se déplacer dans le cristal.

L’énergie cinétique des électrons de conduction, électrons libres dans le cristal.

Je ne peux pas répondre

Question 25 Le Si (silicium) est un semi-conducteur à gap indirect, d’énergie de gapEg= 1,1 eVà température ambiante. On peut donc prévoir que ce matériau est :

susceptible d’émettre de la lumière aux longueurs d’ondeλ≤1,0µm transparent aux longueurs d’ondeλ≤1,0µm

absorbant aux longueurs d’ondeλ≤1,0µm.

Je ne peux pas répondre

Question 26 Lorsque la température d’un matériau semiconducteur pur (non-dopé) augmente entre 20˚C et 200˚C, sa résistance électrique (exprimée enΩ) :

diminue, grâce à l’augmentation de la densité des porteurs de charges libres (électrons et trous).

reste constante, car elle ne dépend que de la densité d’atomes qui composent le matériau.

augmente, du fait des vibrations du réseau cristallin qui limitent le libre parcours moyen des électrons libres.

Je ne peux pas répondre

Question 27 La proportion de lumière absorbée dans une couche d’un matériau d’épaisseure= 1µm, à la longueur d’ondeλ= 1,5µm, est de 50%.

Vous pouvez en déduire que l’absorption, à la même longueur d’onde, d’une couche d’épaisseur3µmserait environ égale à :

15 % 90 % 75 %

Je ne peux pas répondre

Question 28 Une photodiode délivre un signal électrique qui dépend de la puissance optique du faisceau lumineux qui l’éclaire, dans sa gamme spectrale de sensibilité. Plus précisément une photodiode est :

Une diode polarisée en direct qui délivre un courant proportionnel à la puissance lumineuse.

Une diode polarisée en inverse qui délivre une tension proportion- nelle à la puissance lumineuse.

Une diode polarisée en inverse qui délivre un courant proportionnel à la puissance lumineuse.

Je ne peux pas répondre

3.4 Polarisation de la lumière

Question 29 Qu’appelle-t-on polarisation de la lumière ?

L’évolution temporelle de la phase entre les composantes du champ électriqueE L’évolution temporelle de la direction de propagation

La trajectoire temporelle du vecteur champ électriqueE Je ne peux pas répondre

Question 30 Une lumière dont les composantesxety du champ électrique sont déphasées de π/2est dite

Polarisée circulairement Polarisée linéairement Dépolarisée

Je ne peux pas répondre

Question 31 Quand une lumière polarisée linéairement à 0˚ (horizontale) passe à travers une lame demi-onde dont l’un des axes est à 45˚, elle ressort

Polarisée circulairement

Polarisée elliptiquement avec un grand axe à 45˚

Polarisée linéairement à 90˚

Je ne peux pas répondre

Question 32 Dans un milieu uniaxe, les vecteurs E et D ordinaires sont Toujours perpendiculaires entre eux

Parfois parallèles à l’axe optique

Toujours perpendiculaires à l’axe optique Je ne peux pas répondre

Question 33 Deux polarisations linéaires ne peuvent interférer que si Elles ne sont pas orthogonales

Elles sont orthogonales Elles sont colinéaires Je ne peux pas répondre

3.5 Travaux Pratiques d’Optique

Question 34 Pour mesurer les modes longitudinaux d’un laser, on peut utiliser : un objectif de microscope

un prisme

un Fabry-Perot confocal à balayage Je ne peux pas répondre

Question 35 Un hologramme :

est un support sur lequel on peut enregistrer la phase d’une onde optique peut être réalisé avec une caméra

ne peut exister, c’est une invention de la science-fiction Je ne peux pas répondre

Question 36 Pour observer avec un instrument l’image de la préparation qui sort d’un microscope (derrière l’oculaire), j’utilise :

une caméra sans objectif

une lunette permettant d’observer à l’infini Un viseur (microscope de banc)

Je ne peux pas répondre

Question 37 Pour observer rapidement l’image d’un objet à distance finie avec un viseur (micro- scope de banc), la valeur de la distance de départ, avant mise au point, entre l’objet à observer et le viseur doit être :

égale à la valeur de la frontale de l’objectif du viseur

légèrement plus grande que la frontale de l’objectif du viseur collée à l’objet

Je ne peux pas répondre

Question 38 Considérez un système optique limité par la diffraction avec une pupille d’étendue variable qui fait l’image d’un objet. Vous diminuez le diamètre de la pupille. Quelles observations faites vous ?

L’image devient plus floue.

L’image devient plus nette.

La profondeur du champ diminue.

Je ne peux pas répondre

Question 39 Considérez un système optique qui fait l’image d’un objet. Vous identifiez le plan de Fourier et vous y placez un écran qui bloque la lumière sur l’axe et en immédiate proximité. Quelle observation faites vous ?

L’image devient plus floue.

Les contours de l’image ressortent et les parties pleines de l’image deviennent sombres.

L’image devient plus nette.

Je ne peux pas répondre

3.6 Lasers

Question 40 Quelle proposition est correcte ?

au seuil d’un oscillateur laser, le laser émet une forte puissance

au seuil d’un oscillateur laser, le gain dans le milieu amplificateur est supérieur aux pertes de la cavité

au seuil d’un oscillateur laser, le gain dans le milieu amplificateur compense exactement les pertes de la cavité

Je ne peux pas répondre

Question 41 La durée des impulsions laser dans un laser déclenché : ne dépend que de la transmission du miroir de sortie

est inférieure au temps d’un tour de cavité

est supérieure au temps nécessaire pour faire un tour dans la cavité laser Je ne peux pas répondre

Question 42 La durée des impulsions laser dans un laser à synchronisation des modes en phase : est inférieure au temps nécessaire pour faire un tour dans la cavité laser

est supérieure au temps d’un tour de cavité ne dépend que de la longueur de la cavité Je ne peux pas répondre

Question 43 La taille minimale de focalisation d’un faisceau laser de longueur d’onde lambda est très petite

indépendante de la longueur d’onde de l’ordre de lambda au carré

Je ne peux pas répondre

Question 44 Lors de sa propagation, un faisceau gaussien est collimaté

garde une structure transverse gaussienne en tout plan se transforme et fait des anneaux de diffraction à l’infini Je ne peux pas répondre

09 février 2021

Test de début de semestre 8

Nom : . . . .

Ce test vous est soumis dans le cadre d’une étude scientifique sur les méthodes d’apprentissage. Il n’est pas obligatoire.

Il est anonyme. (Cette première page à votre nom sera détachée des autres pages) Il n’a aucune incidence sur vos notes.

Merci de votre participation !

.

1 Votre profil

Question 1 Vous êtes : Une élève

Un élève

Je ne souhaite pas ré- pondre

Question 2 Votre filière (celle de 1A si vous avez changé) :

Classique FIE CFA

Question 3 Votre formation avant l’entrée à l’IOGS :

CPGE

Licence L2 ou L3 BTS/ DUT

2 Les sciences et vous

Dans les 10 questions suivantes, indiquer votre degré d’accord avec la proposition selon l’échelle suivante :

1 2 3 4 5 6

Fortement en désaccord

Moyennement en désaccord

Plutôt en

désaccord Plutôt d’accord Moyennement d’accord

Fortement en accord

Question 4 Les sciences sont utiles pour résoudre les problèmes de la vie de tous les jours.

1 2 3 4 5 6

Question 5 J’aime beaucoup les sciences.

1 2 3 4 5 6

Question 6 J’aime lire des articles ou regarder des vidéos scientifiques en dehors des cours.

1 2 3 4 5 6

Question 7 La plupart des gens devrait étudier les sciences.

1 2 3 4 5 6

Question 8 Les sciences sont utiles pour comprendre le monde d’aujourd’hui

1 2 3 4 5 6

Question 9 Les sciences sont d’une grande importance pour le développement d’une nation.

1 2 3 4 5 6

Question 10 C’est important de connaître les sciences pour obtenir un bon travail

1 2 3 4 5 6

Question 11 J’aime le défi des problèmes scientifiques

1 2 3 4 5 6

Question 12 Il est important pour moi de comprendre les enseignements scientifiques

1 2 3 4 5 6

Question 13 Les sciences sont l’un de mes centres d’intérêt préférés

1 2 3 4 5 6

3 Questions scientifiques

Pour les questions suivantes, cochez la case qui correspond à la réponse qui vous semble la plus correcte. Si les termes de la question ou des réponses ne vous permettent pas de faire un choix, cochez la dernière case. Nous rappelons que ce n’est pas un examen et que vos réponses ne seront pas enregistrées nominativement.

3.1 Traitement du signal

Question 14 Un bruit blanc a

une densité de probabilité gaussienne.

une fonction d’autocorrélation constante.

une densité spectrale de puissance constante.

Je ne peux pas répondre

Question 15 Dans un circuit électronique, toute résistance génère un bruit. La variance de ce bruit Diminue quand la température augmente

Est indépendante de la température.

Augmente quand la température augmente.

Je ne peux pas répondre

Question 16 En travaux pratiques, on mesure N fois un flux lumineuxF0(exprimé en nombre de pho- tons) avec un détecteur parfait qui n’introduit aucun bruit. On estime la varianceV de ces mesures.

Quel résultat obtient-on ? V '0.

V 'F₀. V 'F₀².

Je ne peux pas répondre

Question 17 On veut estimer la position d’une impulsion dans un signal bruité. La précision d’esti- mation de cette position dépend

du rapport signal sur bruitetde la forme de l’impulsion.

seulement du rapport signal sur bruit.

seulement de la forme de l’impulsion.

Je ne peux pas répondre

Question 18 On veut détecter la présence d’une impulsion de forme connue dans un signal bruité.

La probabilité de détection dépend

du rapport signal sur bruitetde la forme de l’impulsion.

seulement du rapport signal sur bruit.

seulement de la forme de l’impulsion.

Je ne peux pas répondre

3.2 Electromagnétisme

Question 19 Que peut-on dire d’une antenne qui rayonne de la lumière de manière très directive ? L’antenne est nécessairement très grande par rapport à la longueur d’onde

L’antenne vérifie l’approximation dipolaire

Le rayonnement ne peut pas être monochromatique Je ne peux pas répondre

Question 20 A quoi est directement reliée la partie imaginaire de l’indice optique d’un matériau ? à l’absorption de l’onde dans le milieu.

à la vitesse de phase de l’onde dans le milieu.

à l’atténuation de l’onde dans le milieu.

Je ne peux pas répondre

Question 21 Laquelle de ces équations décrit la propagation d’une onde électromagnétique E en régime monochromatique dans le vide ? c désigne la vitesse de la lumière dans le vide,ωla pulsation de l’onde, etrle vecteur position

∆E(r, t)−_c¹2

∂²E(r,t)

∂t² = 0

∆E(r, t)−^ω_c2²

∂²E(r,t)=

∂r² 0

∆E(r, ω)−^ω_c2²E(r, ω) = 0 Je ne peux pas répondre

Question 22 On envoie une onde électromagnétique sur une interface verre/air, le milieu incident étant le verre. Laquelle de ces affirmations est fausse ?

Le rayon réfracté s’éloigne de la normale à l’interface

Le coefficient de réflexion peut atteindre 1 pour des angles inférieurs à 90˚.

Comme le milieu incident est d’indice plus élevé, il n’y a pas d’angle de Brewster ni en polari- sation TM ni en polarisation TE.

Je ne peux pas répondre

Question 23 Laquelle de ces relations correspond à la relation de dispersion pour un milieu isotrope, homogène, non-dispersif et local traversée par une onde de vecteur d’ondeket de pulsationω? désigne la constante diéléctrique du milieu,µsa perméabilité magnétique, etnson indice.

µ=ω²k²c² =k²c²/ω² =k²n²/ω²

Je ne peux pas répondre

3.3 Physique des semi-conducteurs

Question 24 L’énergie de gap d’un cristal semiconducteur est une grandeur caractéristique du matériau, typiquement comprise entre 0,7 eV et 3,5 eV à température ambiante. Cette grandeur représente physiquement :

L’énergie qu’il faut apporter aux électrons des liaisons de valence pour devenir des électrons de conduction, libres de se déplacer dans le cristal.

L’énergie cinétique des électrons de conduction, électrons libres dans le cristal.

L’énergie qu’il faut apporter aux électrons des liaisons de valence des atomes pour les extraire du matériau.

Je ne peux pas répondre

Question 25 Le Si (silicium) est un semi-conducteur à gap indirect, d’énergie de gapEg= 1,1 eVà température ambiante. On peut donc prévoir que ce matériau est :

absorbant aux longueurs d’ondeλ≤1,0µm.

susceptible d’émettre de la lumière aux longueurs d’ondeλ≤1,0µm transparent aux longueurs d’ondeλ≤1,0µm

Je ne peux pas répondre

Question 26 Lorsque la température d’un matériau semiconducteur pur (non-dopé) augmente entre 20˚C et 200˚C, sa résistance électrique (exprimée enΩ) :

diminue, grâce à l’augmentation de la densité des porteurs de charges libres (électrons et trous).

reste constante, car elle ne dépend que de la densité d’atomes qui composent le matériau.

augmente, du fait des vibrations du réseau cristallin qui limitent le libre parcours moyen des électrons libres.

Je ne peux pas répondre

Question 27 La proportion de lumière absorbée dans une couche d’un matériau d’épaisseure= 1µm, à la longueur d’ondeλ= 1,5µm, est de 50%.

Vous pouvez en déduire que l’absorption, à la même longueur d’onde, d’une couche d’épaisseur3µmserait environ égale à :

75 % 15 % 90 %

Je ne peux pas répondre

Question 28 Une photodiode délivre un signal électrique qui dépend de la puissance optique du faisceau lumineux qui l’éclaire, dans sa gamme spectrale de sensibilité. Plus précisément une photodiode est :

Une diode polarisée en inverse qui délivre une tension proportion- nelle à la puissance lumineuse.

Une diode polarisée en inverse qui délivre un courant proportionnel à la puissance lumineuse.

Une diode polarisée en direct qui délivre un courant proportionnel à la puissance lumineuse.

Je ne peux pas répondre

3.4 Polarisation de la lumière

Question 29 Qu’appelle-t-on polarisation de la lumière ? L’évolution temporelle de la direction de propagation

L’évolution temporelle de la phase entre les composantes du champ électriqueE La trajectoire temporelle du vecteur champ électriqueE

Je ne peux pas répondre

Question 30 Une lumière dont les composantesxety du champ électrique sont déphasées de π/2est dite

Dépolarisée

Polarisée linéairement Polarisée circulairement Je ne peux pas répondre

Question 31 Quand une lumière polarisée linéairement à 0˚ (horizontale) passe à travers une lame demi-onde dont l’un des axes est à 45˚, elle ressort

Polarisée linéairement à 90˚

Polarisée circulairement

Polarisée elliptiquement avec un grand axe à 45˚

Je ne peux pas répondre

Question 32 Dans un milieu uniaxe, les vecteurs E et D ordinaires sont Toujours perpendiculaires à l’axe optique

Toujours perpendiculaires entre eux Parfois parallèles à l’axe optique Je ne peux pas répondre

Question 33 Deux polarisations linéaires ne peuvent interférer que si Elles sont orthogonales

Elles sont colinéaires

Elles ne sont pas orthogonales Je ne peux pas répondre

3.5 Travaux Pratiques d’Optique

Question 34 Pour mesurer les modes longitudinaux d’un laser, on peut utiliser : un Fabry-Perot confocal à balayage

un objectif de microscope un prisme

Je ne peux pas répondre Question 35 Un hologramme :

peut être réalisé avec une caméra

est un support sur lequel on peut enregistrer la phase d’une onde optique ne peut exister, c’est une invention de la science-fiction

Je ne peux pas répondre

Question 36 Pour observer avec un instrument l’image de la préparation qui sort d’un microscope (derrière l’oculaire), j’utilise :

une caméra sans objectif Un viseur (microscope de banc)

une lunette permettant d’observer à l’infini Je ne peux pas répondre

Question 37 Pour observer rapidement l’image d’un objet à distance finie avec un viseur (micro- scope de banc), la valeur de la distance de départ, avant mise au point, entre l’objet à observer et le viseur doit être :

égale à la valeur de la frontale de l’objectif du viseur

légèrement plus grande que la frontale de l’objectif du viseur collée à l’objet

Je ne peux pas répondre

Question 38 Considérez un système optique limité par la diffraction avec une pupille d’étendue variable qui fait l’image d’un objet. Vous diminuez le diamètre de la pupille. Quelles observations faites vous ?

L’image devient plus nette.

L’image devient plus floue.

La profondeur du champ diminue.

Je ne peux pas répondre

Question 39 Considérez un système optique qui fait l’image d’un objet. Vous identifiez le plan de Fourier et vous y placez un écran qui bloque la lumière sur l’axe et en immédiate proximité. Quelle observation faites vous ?

Les contours de l’image ressortent et les parties pleines de l’image deviennent sombres.

L’image devient plus nette.

L’image devient plus floue.

Je ne peux pas répondre

3.6 Lasers

Question 40 Quelle proposition est correcte ?

au seuil d’un oscillateur laser, le gain dans le milieu amplificateur est supérieur aux pertes de la cavité

au seuil d’un oscillateur laser, le laser émet une forte puissance

au seuil d’un oscillateur laser, le gain dans le milieu amplificateur compense exactement les pertes de la cavité

Je ne peux pas répondre

Question 41 La durée des impulsions laser dans un laser déclenché : ne dépend que de la transmission du miroir de sortie

est supérieure au temps nécessaire pour faire un tour dans la cavité laser est inférieure au temps d’un tour de cavité

Je ne peux pas répondre

Question 42 La durée des impulsions laser dans un laser à synchronisation des modes en phase : est inférieure au temps nécessaire pour faire un tour dans la cavité laser

est supérieure au temps d’un tour de cavité ne dépend que de la longueur de la cavité Je ne peux pas répondre

Question 43 La taille minimale de focalisation d’un faisceau laser de longueur d’onde lambda est très petite

de l’ordre de lambda au carré

indépendante de la longueur d’onde Je ne peux pas répondre

Question 44 Lors de sa propagation, un faisceau gaussien est collimaté

se transforme et fait des anneaux de diffraction à l’infini garde une structure transverse gaussienne en tout plan Je ne peux pas répondre

09 février 2021

Test de début de semestre 8

Nom : . . . .

Ce test vous est soumis dans le cadre d’une étude scientifique sur les méthodes d’apprentissage. Il n’est pas obligatoire.

Il est anonyme. (Cette première page à votre nom sera détachée des autres pages) Il n’a aucune incidence sur vos notes.

Merci de votre participation !

.

1 Votre profil

Question 1 Vous êtes : Une élève

Un élève

Je ne souhaite pas ré- pondre

Question 2 Votre filière (celle de 1A si vous avez changé) :

Classique FIE CFA

Question 3 Votre formation avant l’entrée à l’IOGS :

CPGE

Licence L2 ou L3 BTS/ DUT

2 Les sciences et vous

Dans les 10 questions suivantes, indiquer votre degré d’accord avec la proposition selon l’échelle suivante :

1 2 3 4 5 6

Fortement en désaccord

Moyennement en désaccord

Plutôt en

désaccord Plutôt d’accord Moyennement d’accord

Fortement en accord

Question 4 Les sciences sont utiles pour résoudre les problèmes de la vie de tous les jours.

1 2 3 4 5 6

Question 5 J’aime beaucoup les sciences.

1 2 3 4 5 6

Question 6 J’aime lire des articles ou regarder des vidéos scientifiques en dehors des cours.

1 2 3 4 5 6

Question 7 La plupart des gens devrait étudier les sciences.

1 2 3 4 5 6

Question 8 Les sciences sont utiles pour comprendre le monde d’aujourd’hui

1 2 3 4 5 6

Question 9 Les sciences sont d’une grande importance pour le développement d’une nation.

1 2 3 4 5 6

Question 10 C’est important de connaître les sciences pour obtenir un bon travail

1 2 3 4 5 6

Question 11 J’aime le défi des problèmes scientifiques

1 2 3 4 5 6

Question 12 Il est important pour moi de comprendre les enseignements scientifiques

1 2 3 4 5 6

Question 13 Les sciences sont l’un de mes centres d’intérêt préférés

1 2 3 4 5 6

3 Questions scientifiques

Pour les questions suivantes, cochez la case qui correspond à la réponse qui vous semble la plus correcte. Si les termes de la question ou des réponses ne vous permettent pas de faire un choix, cochez la dernière case. Nous rappelons que ce n’est pas un examen et que vos réponses ne seront pas enregistrées nominativement.

3.1 Traitement du signal

Question 14 Un bruit blanc a

une densité spectrale de puissance constante.

une fonction d’autocorrélation constante.

une densité de probabilité gaussienne.

Je ne peux pas répondre

Question 15 Dans un circuit électronique, toute résistance génère un bruit. La variance de ce bruit Diminue quand la température augmente

Augmente quand la température augmente.

Est indépendante de la température.

Je ne peux pas répondre

Question 16 En travaux pratiques, on mesure N fois un flux lumineuxF0(exprimé en nombre de pho- tons) avec un détecteur parfait qui n’introduit aucun bruit. On estime la varianceV de ces mesures.

Quel résultat obtient-on ? V '0.

V 'F₀². V 'F0.

Je ne peux pas répondre

Question 17 On veut estimer la position d’une impulsion dans un signal bruité. La précision d’esti- mation de cette position dépend

du rapport signal sur bruitetde la forme de l’impulsion.

seulement de la forme de l’impulsion.

seulement du rapport signal sur bruit.

Je ne peux pas répondre

Question 18 On veut détecter la présence d’une impulsion de forme connue dans un signal bruité.

La probabilité de détection dépend

seulement du rapport signal sur bruit.

seulement de la forme de l’impulsion.

du rapport signal sur bruitetde la forme de l’impulsion.

Je ne peux pas répondre

3.2 Electromagnétisme

Question 19 Que peut-on dire d’une antenne qui rayonne de la lumière de manière très directive ? Le rayonnement ne peut pas être monochromatique

L’antenne est nécessairement très grande par rapport à la longueur d’onde L’antenne vérifie l’approximation dipolaire

Je ne peux pas répondre

Question 20 A quoi est directement reliée la partie imaginaire de l’indice optique d’un matériau ? à l’atténuation de l’onde dans le milieu.

à l’absorption de l’onde dans le milieu.

à la vitesse de phase de l’onde dans le milieu.

Je ne peux pas répondre

Question 21 Laquelle de ces équations décrit la propagation d’une onde électromagnétique E en régime monochromatique dans le vide ? c désigne la vitesse de la lumière dans le vide,ωla pulsation de l’onde, etrle vecteur position

∆E(r, t)−_c¹2

∂²E(r,t)

∂t² = 0

∆E(r, t)−^ω_c2²

∂²E(r,t)=

∂r² 0

∆E(r, ω)−^ω_c2²E(r, ω) = 0 Je ne peux pas répondre

Question 22 On envoie une onde électromagnétique sur une interface verre/air, le milieu incident étant le verre. Laquelle de ces affirmations est fausse ?

Le coefficient de réflexion peut atteindre 1 pour des angles inférieurs à 90˚.

Le rayon réfracté s’éloigne de la normale à l’interface

Comme le milieu incident est d’indice plus élevé, il n’y a pas d’angle de Brewster ni en polari- sation TM ni en polarisation TE.

Je ne peux pas répondre

Question 23 Laquelle de ces relations correspond à la relation de dispersion pour un milieu isotrope, homogène, non-dispersif et local traversée par une onde de vecteur d’ondeket de pulsationω? désigne la constante diéléctrique du milieu,µsa perméabilité magnétique, etnson indice.

=k²n²/ω² µ=ω²k²c² =k²c²/ω²

Je ne peux pas répondre

3.3 Physique des semi-conducteurs

Question 24 L’énergie de gap d’un cristal semiconducteur est une grandeur caractéristique du matériau, typiquement comprise entre 0,7 eV et 3,5 eV à température ambiante. Cette grandeur représente physiquement :

L’énergie cinétique des électrons de conduction, électrons libres dans le cristal.

L’énergie qu’il faut apporter aux électrons des liaisons de valence pour devenir des électrons de conduction, libres de se déplacer dans le cristal.

L’énergie qu’il faut apporter aux électrons des liaisons de valence des atomes pour les extraire du matériau.

Je ne peux pas répondre

Question 25 Le Si (silicium) est un semi-conducteur à gap indirect, d’énergie de gapEg= 1,1 eVà température ambiante. On peut donc prévoir que ce matériau est :

transparent aux longueurs d’ondeλ≤1,0µm

susceptible d’émettre de la lumière aux longueurs d’ondeλ≤1,0µm absorbant aux longueurs d’ondeλ≤1,0µm.

Je ne peux pas répondre

Question 26 Lorsque la température d’un matériau semiconducteur pur (non-dopé) augmente entre 20˚C et 200˚C, sa résistance électrique (exprimée enΩ) :

reste constante, car elle ne dépend que de la densité d’atomes qui composent le matériau.

augmente, du fait des vibrations du réseau cristallin qui limitent le libre parcours moyen des électrons libres.

diminue, grâce à l’augmentation de la densité des porteurs de charges libres (électrons et trous).

Je ne peux pas répondre

Question 27 La proportion de lumière absorbée dans une couche d’un matériau d’épaisseure= 1µm, à la longueur d’ondeλ= 1,5µm, est de 50%.

Vous pouvez en déduire que l’absorption, à la même longueur d’onde, d’une couche d’épaisseur3µmserait environ égale à :

15 % 90 % 75 %

Je ne peux pas répondre

Question 28 Une photodiode délivre un signal électrique qui dépend de la puissance optique du faisceau lumineux qui l’éclaire, dans sa gamme spectrale de sensibilité. Plus précisément une photodiode est :

Une diode polarisée en direct qui délivre un courant proportionnel à la puissance lumineuse.

Une diode polarisée en inverse qui délivre une tension proportion- nelle à la puissance lumineuse.

Une diode polarisée en inverse qui délivre un courant proportionnel à la puissance lumineuse.

Je ne peux pas répondre

3.4 Polarisation de la lumière

Question 29 Qu’appelle-t-on polarisation de la lumière ? L’évolution temporelle de la direction de propagation

L’évolution temporelle de la phase entre les composantes du champ électriqueE La trajectoire temporelle du vecteur champ électriqueE

Je ne peux pas répondre

Question 30 Une lumière dont les composantesxety du champ électrique sont déphasées de π/2est dite

Dépolarisée

Polarisée linéairement Polarisée circulairement Je ne peux pas répondre

Question 31 Quand une lumière polarisée linéairement à 0˚ (horizontale) passe à travers une lame demi-onde dont l’un des axes est à 45˚, elle ressort

Polarisée elliptiquement avec un grand axe à 45˚

Polarisée linéairement à 90˚

Polarisée circulairement Je ne peux pas répondre

Question 32 Dans un milieu uniaxe, les vecteurs E et D ordinaires sont Toujours perpendiculaires entre eux

Parfois parallèles à l’axe optique

Toujours perpendiculaires à l’axe optique Je ne peux pas répondre

Question 33 Deux polarisations linéaires ne peuvent interférer que si Elles sont colinéaires

Elles sont orthogonales

Elles ne sont pas orthogonales Je ne peux pas répondre

3.5 Travaux Pratiques d’Optique

Question 34 Pour mesurer les modes longitudinaux d’un laser, on peut utiliser : un prisme

un Fabry-Perot confocal à balayage un objectif de microscope

Je ne peux pas répondre Question 35 Un hologramme :

ne peut exister, c’est une invention de la science-fiction peut être réalisé avec une caméra

est un support sur lequel on peut enregistrer la phase d’une onde optique Je ne peux pas répondre

Question 36 Pour observer avec un instrument l’image de la préparation qui sort d’un microscope (derrière l’oculaire), j’utilise :

Un viseur (microscope de banc) une caméra sans objectif

une lunette permettant d’observer à l’infini Je ne peux pas répondre

Question 37 Pour observer rapidement l’image d’un objet à distance finie avec un viseur (micro- scope de banc), la valeur de la distance de départ, avant mise au point, entre l’objet à observer et le viseur doit être :

égale à la valeur de la frontale de l’objectif du viseur collée à l’objet

légèrement plus grande que la frontale de l’objectif du viseur Je ne peux pas répondre

Question 38 Considérez un système optique limité par la diffraction avec une pupille d’étendue variable qui fait l’image d’un objet. Vous diminuez le diamètre de la pupille. Quelles observations faites vous ?

L’image devient plus nette.

La profondeur du champ diminue.

L’image devient plus floue.

Je ne peux pas répondre

Question 39 Considérez un système optique qui fait l’image d’un objet. Vous identifiez le plan de Fourier et vous y placez un écran qui bloque la lumière sur l’axe et en immédiate proximité. Quelle observation faites vous ?

L’image devient plus nette.

Les contours de l’image ressortent et les parties pleines de l’image deviennent sombres.

L’image devient plus floue.

Je ne peux pas répondre

3.6 Lasers

Question 40 Quelle proposition est correcte ?

au seuil d’un oscillateur laser, le gain dans le milieu amplificateur compense exactement les pertes de la cavité

au seuil d’un oscillateur laser, le gain dans le milieu amplificateur est supérieur aux pertes de la cavité

au seuil d’un oscillateur laser, le laser émet une forte puissance Je ne peux pas répondre

Question 41 La durée des impulsions laser dans un laser déclenché :

est supérieure au temps nécessaire pour faire un tour dans la cavité laser ne dépend que de la transmission du miroir de sortie

est inférieure au temps d’un tour de cavité Je ne peux pas répondre

Question 42 La durée des impulsions laser dans un laser à synchronisation des modes en phase : ne dépend que de la longueur de la cavité

est supérieure au temps d’un tour de cavité

est inférieure au temps nécessaire pour faire un tour dans la cavité laser Je ne peux pas répondre

Question 43 La taille minimale de focalisation d’un faisceau laser de longueur d’onde lambda est de l’ordre de lambda au carré

très petite

indépendante de la longueur d’onde Je ne peux pas répondre

Question 44 Lors de sa propagation, un faisceau gaussien se transforme et fait des anneaux de diffraction à l’infini est collimaté

garde une structure transverse gaussienne en tout plan Je ne peux pas répondre

09 février 2021

Test de début de semestre 8

Nom : . . . .

Ce test vous est soumis dans le cadre d’une étude scientifique sur les méthodes d’apprentissage. Il n’est pas obligatoire.

Il est anonyme. (Cette première page à votre nom sera détachée des autres pages) Il n’a aucune incidence sur vos notes.

Merci de votre participation !

.

1 Votre profil

Question 1 Vous êtes : Une élève

Un élève

Je ne souhaite pas ré- pondre

Question 2 Votre filière (celle de 1A si vous avez changé) :

Classique FIE CFA

Question 3 Votre formation avant l’entrée à l’IOGS :

CPGE

Licence L2 ou L3 BTS/ DUT

2 Les sciences et vous

Dans les 10 questions suivantes, indiquer votre degré d’accord avec la proposition selon l’échelle suivante :

1 2 3 4 5 6

Fortement en désaccord

Moyennement en désaccord

Plutôt en

désaccord Plutôt d’accord Moyennement d’accord

Fortement en accord

Question 4 Les sciences sont utiles pour résoudre les problèmes de la vie de tous les jours.

1 2 3 4 5 6

Question 5 J’aime beaucoup les sciences.

1 2 3 4 5 6

Question 6 J’aime lire des articles ou regarder des vidéos scientifiques en dehors des cours.

1 2 3 4 5 6

Question 7 La plupart des gens devrait étudier les sciences.

1 2 3 4 5 6

Question 8 Les sciences sont utiles pour comprendre le monde d’aujourd’hui

1 2 3 4 5 6

Question 9 Les sciences sont d’une grande importance pour le développement d’une nation.

1 2 3 4 5 6

Question 10 C’est important de connaître les sciences pour obtenir un bon travail

1 2 3 4 5 6

Question 11 J’aime le défi des problèmes scientifiques

1 2 3 4 5 6

Question 12 Il est important pour moi de comprendre les enseignements scientifiques

1 2 3 4 5 6

Question 13 Les sciences sont l’un de mes centres d’intérêt préférés

1 2 3 4 5 6

3 Questions scientifiques

Pour les questions suivantes, cochez la case qui correspond à la réponse qui vous semble la plus correcte. Si les termes de la question ou des réponses ne vous permettent pas de faire un choix, cochez la dernière case. Nous rappelons que ce n’est pas un examen et que vos réponses ne seront pas enregistrées nominativement.

3.1 Traitement du signal

Question 14 Un bruit blanc a

une fonction d’autocorrélation constante.

une densité spectrale de puissance constante.

une densité de probabilité gaussienne.

Je ne peux pas répondre

Question 15 Dans un circuit électronique, toute résistance génère un bruit. La variance de ce bruit Est indépendante de la température.

Augmente quand la température augmente.

Diminue quand la température augmente Je ne peux pas répondre

Question 16 En travaux pratiques, on mesure N fois un flux lumineuxF0(exprimé en nombre de pho- tons) avec un détecteur parfait qui n’introduit aucun bruit. On estime la varianceV de ces mesures.

Quel résultat obtient-on ? V 'F₀².

V 'F0. V '0.

Je ne peux pas répondre

Question 17 On veut estimer la position d’une impulsion dans un signal bruité. La précision d’esti- mation de cette position dépend

seulement de la forme de l’impulsion.

seulement du rapport signal sur bruit.

du rapport signal sur bruitetde la forme de l’impulsion.

Je ne peux pas répondre

Question 18 On veut détecter la présence d’une impulsion de forme connue dans un signal bruité.

La probabilité de détection dépend

du rapport signal sur bruitetde la forme de l’impulsion.

seulement de la forme de l’impulsion.

seulement du rapport signal sur bruit.

Je ne peux pas répondre

3.2 Electromagnétisme

Question 19 Que peut-on dire d’une antenne qui rayonne de la lumière de manière très directive ? Le rayonnement ne peut pas être monochromatique

L’antenne vérifie l’approximation dipolaire

L’antenne est nécessairement très grande par rapport à la longueur d’onde Je ne peux pas répondre

Question 20 A quoi est directement reliée la partie imaginaire de l’indice optique d’un matériau ? à l’absorption de l’onde dans le milieu.

à la vitesse de phase de l’onde dans le milieu.

à l’atténuation de l’onde dans le milieu.

Je ne peux pas répondre

Question 21 Laquelle de ces équations décrit la propagation d’une onde électromagnétique E en régime monochromatique dans le vide ? c désigne la vitesse de la lumière dans le vide,ωla pulsation de l’onde, etrle vecteur position

∆E(r, ω)−^ω_c2²E(r, ω) = 0

∆E(r, t)−^ω_c2²

∂²E(r,t)=

∂r² 0

∆E(r, t)−_c¹2

∂²E(r,t)

∂t² = 0 Je ne peux pas répondre

Question 22 On envoie une onde électromagnétique sur une interface verre/air, le milieu incident étant le verre. Laquelle de ces affirmations est fausse ?

Le rayon réfracté s’éloigne de la normale à l’interface

Comme le milieu incident est d’indice plus élevé, il n’y a pas d’angle de Brewster ni en polari- sation TM ni en polarisation TE.

Le coefficient de réflexion peut atteindre 1 pour des angles inférieurs à 90˚.

Je ne peux pas répondre

Question 23 Laquelle de ces relations correspond à la relation de dispersion pour un milieu isotrope, homogène, non-dispersif et local traversée par une onde de vecteur d’ondeket de pulsationω? désigne la constante diéléctrique du milieu,µsa perméabilité magnétique, etnson indice.

=k²c²/ω² µ=ω²k²c² =k²n²/ω²

Je ne peux pas répondre

3.3 Physique des semi-conducteurs

Question 24 L’énergie de gap d’un cristal semiconducteur est une grandeur caractéristique du matériau, typiquement comprise entre 0,7 eV et 3,5 eV à température ambiante. Cette grandeur représente physiquement :

L’énergie qu’il faut apporter aux électrons des liaisons de valence pour devenir des électrons de conduction, libres de se déplacer dans le cristal.

L’énergie cinétique des électrons de conduction, électrons libres dans le cristal.

L’énergie qu’il faut apporter aux électrons des liaisons de valence des atomes pour les extraire du matériau.

Je ne peux pas répondre

Question 25 Le Si (silicium) est un semi-conducteur à gap indirect, d’énergie de gapEg= 1,1 eVà température ambiante. On peut donc prévoir que ce matériau est :

absorbant aux longueurs d’ondeλ≤1,0µm.

transparent aux longueurs d’ondeλ≤1,0µm

susceptible d’émettre de la lumière aux longueurs d’ondeλ≤1,0µm Je ne peux pas répondre

Question 26 Lorsque la température d’un matériau semiconducteur pur (non-dopé) augmente entre 20˚C et 200˚C, sa résistance électrique (exprimée enΩ) :

diminue, grâce à l’augmentation de la densité des porteurs de charges libres (électrons et trous).

reste constante, car elle ne dépend que de la densité d’atomes qui composent le matériau.

augmente, du fait des vibrations du réseau cristallin qui limitent le libre parcours moyen des électrons libres.

Je ne peux pas répondre

Question 27 La proportion de lumière absorbée dans une couche d’un matériau d’épaisseure= 1µm, à la longueur d’ondeλ= 1,5µm, est de 50%.

Vous pouvez en déduire que l’absorption, à la même longueur d’onde, d’une couche d’épaisseur3µmserait environ égale à :

75 % 15 % 90 %

Je ne peux pas répondre

Question 28 Une photodiode délivre un signal électrique qui dépend de la puissance optique du faisceau lumineux qui l’éclaire, dans sa gamme spectrale de sensibilité. Plus précisément une photodiode est :

Une diode polarisée en inverse qui délivre un courant proportionnel à la puissance lumineuse.

Une diode polarisée en direct qui délivre un courant proportionnel à la puissance lumineuse.

Une diode polarisée en inverse qui délivre une tension proportion- nelle à la puissance lumineuse.

Je ne peux pas répondre

3.4 Polarisation de la lumière

Question 29 Qu’appelle-t-on polarisation de la lumière ?

L’évolution temporelle de la phase entre les composantes du champ électriqueE La trajectoire temporelle du vecteur champ électriqueE

L’évolution temporelle de la direction de propagation Je ne peux pas répondre

Question 30 Une lumière dont les composantesxety du champ électrique sont déphasées de π/2est dite

Polarisée circulairement Dépolarisée

Polarisée linéairement Je ne peux pas répondre

Question 31 Quand une lumière polarisée linéairement à 0˚ (horizontale) passe à travers une lame demi-onde dont l’un des axes est à 45˚, elle ressort

Polarisée linéairement à 90˚

Polarisée circulairement

Polarisée elliptiquement avec un grand axe à 45˚

Je ne peux pas répondre

Question 32 Dans un milieu uniaxe, les vecteurs E et D ordinaires sont Toujours perpendiculaires entre eux

Toujours perpendiculaires à l’axe optique Parfois parallèles à l’axe optique

Je ne peux pas répondre

Question 33 Deux polarisations linéaires ne peuvent interférer que si Elles ne sont pas orthogonales

Elles sont colinéaires Elles sont orthogonales Je ne peux pas répondre

3.5 Travaux Pratiques d’Optique

Question 34 Pour mesurer les modes longitudinaux d’un laser, on peut utiliser : un prisme

un Fabry-Perot confocal à balayage un objectif de microscope

Je ne peux pas répondre Question 35 Un hologramme :

ne peut exister, c’est une invention de la science-fiction peut être réalisé avec une caméra

est un support sur lequel on peut enregistrer la phase d’une onde optique Je ne peux pas répondre

Question 36 Pour observer avec un instrument l’image de la préparation qui sort d’un microscope (derrière l’oculaire), j’utilise :

une lunette permettant d’observer à l’infini une caméra sans objectif

Un viseur (microscope de banc) Je ne peux pas répondre

Question 37 Pour observer rapidement l’image d’un objet à distance finie avec un viseur (micro- scope de banc), la valeur de la distance de départ, avant mise au point, entre l’objet à observer et le viseur doit être :

collée à l’objet

égale à la valeur de la frontale de l’objectif du viseur

légèrement plus grande que la frontale de l’objectif du viseur Je ne peux pas répondre

Question 38 Considérez un système optique limité par la diffraction avec une pupille d’étendue variable qui fait l’image d’un objet. Vous diminuez le diamètre de la pupille. Quelles observations faites vous ?

La profondeur du champ diminue.

L’image devient plus floue.

L’image devient plus nette.

Je ne peux pas répondre

Question 39 Considérez un système optique qui fait l’image d’un objet. Vous identifiez le plan de Fourier et vous y placez un écran qui bloque la lumière sur l’axe et en immédiate proximité. Quelle observation faites vous ?

Les contours de l’image ressortent et les parties pleines de l’image deviennent sombres.

L’image devient plus nette.

L’image devient plus floue.

Je ne peux pas répondre

3.6 Lasers

Question 40 Quelle proposition est correcte ?

au seuil d’un oscillateur laser, le laser émet une forte puissance

au seuil d’un oscillateur laser, le gain dans le milieu amplificateur est supérieur aux pertes de la cavité

au seuil d’un oscillateur laser, le gain dans le milieu amplificateur compense exactement les pertes de la cavité

Je ne peux pas répondre

Question 41 La durée des impulsions laser dans un laser déclenché : ne dépend que de la transmission du miroir de sortie

est supérieure au temps nécessaire pour faire un tour dans la cavité laser est inférieure au temps d’un tour de cavité

Je ne peux pas répondre

Question 42 La durée des impulsions laser dans un laser à synchronisation des modes en phase : est inférieure au temps nécessaire pour faire un tour dans la cavité laser

ne dépend que de la longueur de la cavité est supérieure au temps d’un tour de cavité Je ne peux pas répondre

Question 43 La taille minimale de focalisation d’un faisceau laser de longueur d’onde lambda est très petite

indépendante de la longueur d’onde de l’ordre de lambda au carré

Je ne peux pas répondre

Question 44 Lors de sa propagation, un faisceau gaussien est collimaté

garde une structure transverse gaussienne en tout plan se transforme et fait des anneaux de diffraction à l’infini Je ne peux pas répondre

09 février 2021

Test de début de semestre 8

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Merci de votre participation !

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1 Votre profil

Question 1 Vous êtes : Une élève

Un élève

Je ne souhaite pas ré- pondre

Question 2 Votre filière (celle de 1A si vous avez changé) :

Classique FIE CFA

Question 3 Votre formation avant l’entrée à l’IOGS :

CPGE

Licence L2 ou L3 BTS/ DUT

2 Les sciences et vous

Dans les 10 questions suivantes, indiquer votre degré d’accord avec la proposition selon l’échelle suivante :

1 2 3 4 5 6

Fortement en désaccord

Moyennement en désaccord

Plutôt en

désaccord Plutôt d’accord Moyennement d’accord

Fortement en accord

Question 4 Les sciences sont utiles pour résoudre les problèmes de la vie de tous les jours.

1 2 3 4 5 6

Question 5 J’aime beaucoup les sciences.

1 2 3 4 5 6

Question 6 J’aime lire des articles ou regarder des vidéos scientifiques en dehors des cours.

1 2 3 4 5 6

Question 7 La plupart des gens devrait étudier les sciences.

1 2 3 4 5 6

Question 8 Les sciences sont utiles pour comprendre le monde d’aujourd’hui

1 2 3 4 5 6

Question 9 Les sciences sont d’une grande importance pour le développement d’une nation.

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Question 10 C’est important de connaître les sciences pour obtenir un bon travail

1 2 3 4 5 6

Question 11 J’aime le défi des problèmes scientifiques

1 2 3 4 5 6

Question 12 Il est important pour moi de comprendre les enseignements scientifiques

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Question 13 Les sciences sont l’un de mes centres d’intérêt préférés

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