BACCALAUREAT PROFESSIONNEL Contrôle en Cours de Formation (C.C.F.)

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1 BACCALAUREAT PROFESSIONNEL Contrôle en Cours de Formation (C.C.F.) Sciences physiques et chimiques Spécialité : Maintenance des Équipements Industriels Durée : 45 minutes Séquence d évaluation n 2 SL 4 : Comment voir des objets lointains? Évaluateur : N. NOWAK Nom, prénom du candidat :... La clarté des raisonnements et la qualité de la rédaction interviendront dans l appréciation des copies. L usage des calculatrices électroniques est autorisé. Dans la suite du document, Ce symbole signifie «Appeler l examinateur». L examinateur intervient à la demande du candidat ou quand il le juge utile. Ce symbole signifie «Consulter la ressource documentaire précisée dans le sujet». La lunette astronomique Présentation du contexte de l expérimentation Isaac, passionné d astronomie, vient de recevoir en cadeau la lunette astronomique dont il rêve depuis longtemps. Sur l emballage, il trouve la description suivante : «Lunette astronomique équipée d une superbe monture permettant un suivi parfait des astres lors des observations. C est un appareil de très belle finition, la focale de 800 mm associé à un objectif de diamètre 60 mm. Cet instrument très complet est livré avec trois oculaires de focale 100 mm, 200 mm et 300 mm.» Les trois oculaires sont nommés L 1, L 2 et L 3, mais ils ne sont pas étiquetés. Quel est celui de focale 100 mm, celui de 200 mm et celui de 300 mm? Quel est l intérêt de posséder trois oculaires de différente focale? Comment déterminer la distance focale d un oculaire d une lunette astronomique? CCF SL 4 N. NOWAK P a g e 1

2 Analyse de la situation Formulation d hypothèse Dans son cahier de sciences, il est noté : Quand un objet se trouve à l infini, l image se forme à une distance de la lentille égale à sa distance focale. 1. Proposer un protocole expérimental permettant de vérifier la propriété notée dans le cahier d Isaac. Schéma du dispositif Liste du matériel 2. Parmi les trois oculaires L 1, L 2 et L 3, et avec la méthode de votre choix (au touché, en regardant au travers ), quel est celui de focale 100 mm, celui de 200 mm et celui de 300 mm? Méthode utilisée : Choix des lentilles : Lentille Code couleur inscrit sur la tranche de la lentille L 1 L 2 L 3 Appel n 1 Appeler l examinateur afin de présenter et justifier oralement le protocole proposé. Expliquer l hypothèse énoncée. CCF SL 4 N. NOWAK P a g e 2

3 Expérimentation Méthode de Silbermann 3. Détermination de la distance focale de la lentille L 1. Lampe et objet F Lentille Écran O 0 d d - Chercher la position de la lentille L 1 et de l écran pour obtenir une image nette lorsque les distance d et d sont égales. - Mesurer la distance D séparant l objet de l écran : D = - Calculer la distance focale en utilisant la relation : f 1 = 4. De la même manière, déterminer la distance focale de la lentille L 2. D = f 2 = 5. Enfin, déterminer la distance focale de la lentille L 3. D = f 3 = 6. Parmi les trois oculaires L 1, L 2 et L 3, quel est celui de focale 100 mm, celui de 200 mm et celui de 300 mm? Appel n 2 Appeler l examinateur afin de présenter vos résultats Expérimentation Grandissement 7. Détermination du grandissement de la lentille de focale 200 mm. - Placer la lentille de focale 200 mm à une distance d = 300 mm de l objet. - Déplacer l écran pour obtenir une image nette de l objet. - Mesurer la hauteur AB de l objet : AB = - À l aide de la feuille millimétré, mesurer la hauteur A B de l image sur l écran : A B = - Calculer le grandissement à l aide de la formule : = CCF SL 4 N. NOWAK P a g e 3

4 8. Sur le schéma ci-dessous, tracer l image A B de l objet AB par la lentille de focale 200 mm. Lentille de focale 200 mm B A F O F 9. De la même manière, déterminer le grandissement de la lentille de focale 100 mm : = 10. Enfin, déterminer le grandissement de la lentille de focal 300 mm : = Appel n 3 Appeler l examinateur pour vérifier vos résultats. 11. Quel est l intérêt de posséder trois oculaires de différente focale? CCF SL 4 N. NOWAK P a g e 4

5 BACCALAUREAT PROFESSIONNEL Contrôle en Cours de Formation (C.C.F.) Sciences physiques et chimiques Spécialité : Maintenance des Équipements Industriels Durée : 45 minutes Séquence d évaluation n 2 SL 4 : Comment voir des objets lointains? Évaluateur : N. NOWAK Nom, prénom du candidat :... Liste des capacités, connaissances et attitudes évaluées Capacités Connaissances Attitudes Déterminer expérimentalement le foyer image d une lentille convergente et sa distance focale. Réaliser un montage en étant capable de positionner une lentille convergente par rapport à un objet pour obtenir une image nette sur l écran. Appliquer la relation de grossissement. Exploiter un montage permettant de montrer l influence de la distance focale sur le grossissement. Déterminer, à l aide d un tracé à l échelle, la position et la grandeur de l image réelle d un objet réel à travers une lentille convergente. Connaître les éléments remarquables d une lentille mince convergente (axe optique, centre optique, foyers principaux objet et image, distance focale) Connaître le symbole d une lentille convergente Faire preuve de sens de l observation. Développer l imagination raisonnée, la rigueur et la précision. Esprit critique vis à vis de l information disponible. Évaluation Compétences Capacités Questions Appréciation du niveau d acquisition S approprier Analyser Raisonner Rechercher, extraire et organiser l information. Émettre une conjecture, une hypothèse. Proposer une méthode de résolution, un protocole expérimental Réaliser Valider Choisir une méthode de résolution, un protocole expérimental. Exécuter une méthode de résolution, expérimenter, simuler. Contrôler la vraisemblance d une conjecture, d une hypothèse. Critiquer un résultat, argumenter Communiquer Rendre compte d une démarche, d un résultat, à l oral ou à l écrit / 10 CCF SL 4 N. NOWAK P a g e 5

6 Fiche de préparation du matériel expérimental Lorsque le matériel disponible dans le centre d examen n'est pas identique à celui proposé dans le sujet, l examinateur doit adapter ces propositions à condition que cela n'entraîne pas une modification du sujet et par conséquent du travail demandé aux candidats et des compétences mises en œuvre. PAR POSTE CANDIDAT - Banc d optique - Lanterne - Objet F - Porte lentille - Écran - Porte-écran - Lentilles (f 1 = 100 mm, f 2 = 200 mm et f 3 = 300 mm) POSTE EXAMINATEUR Le matériel ci-dessus en réserve, en un exemplaire. REMARQUES CCF SL 4 N. NOWAK P a g e 6