SL 7 COMMENT UNE IMAGE EST ELLE CAPTEE PAR UN SYSTEME D IMAGERIE NUMERIQUE? Comment mesurer la quantité de lumière?

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1 SL 7 COMMENT UNE IMAGE EST ELLE CAPTEE PAR UN SYSTEME D IMAGERIE NUMERIQUE? Comment mesurer la quantité de lumière? Quelles sont les différences entre un numérique et un argentique? Quelles sont les pièces utilisées dans un numérique? Quelles sont leurs caractéristiques? Capacités Construire expérimentalement la caractéristique d un photocomposant (photorésistance, photodiode, phototransistor, photopile) : - en fonction de l éclairement ; - en fonction de la longueur d onde. Mesurer un éclairement à l aide d un luxmètre. Connaissances Connaître le principe de l interaction rayonnement - matière (effet photoélectrique). Connaître les différentes grandeurs caractéristiques d un rayonnement lumineux (flux, éclairement, longueur d onde ) Savoir que les variations de ces différentes grandeurs caractéristiques d un rayonnement lumineux influencent le signal électrique produit par un photocomposant.

2 I) Comment mesurer la quantité de lumière? 1) Pourquoi la lumière du soleil varie-t-elle en hiver et en été? La Terre possède toujours la même inclinaison On représente ci-dessous l éclairement de la Terre en été et en hiver Le flux lumineux L exprimé en lumen du soleil est constant En été, les rayons du soleil arrivent moins inclinés qu en hiver L éclairement lumineux sera donc moins important puisque le flux lumineux se répartit sur une surface plus grande L éclairement lumineux est donné par la relation E ( en lux ) = L S Conclusion : Les saisons sont dues à la variation de l éclairement lumineux du soleil qui dépend de l inclinaison des rayons du soleil 2) Comment varie l éclairement selon la distance? L éclairement lumineux se mesure en lux (lx) grâce à un luxmètre Lampe Mesurer l éclairement de la lampe pour différentes distances et compléter le tableau d Luxmètre E & d sont ils proportionnels? Non D en m E en lux Compléter les 2 dernières lignes du tableau avec et 1 1 sont proportionnels Conclusion : L éclairement lumineux suit la relation E = k et vérifier avec la calculatrice si E et

3 3) Remarque sur l importance de l inclinaison des panneaux solaires a) Comment fonctionne le panneau photovoltaïque? Lorsqu un photon (grain de lumière) heurte un métal ou un semi-conducteur, celui-ci transmet à un électron suffisamment d énergie pour l arracher. On a ainsi un déplacement d électrons appelé effet photoélectrique b) Pourquoi l inclinaison des panneaux solaires est elle importante? Pour avec un rendement le plus élevé possible, il faut que le panneau soit perpendiculaire aux rayons solaires. En tenant compte de la latitude, les panneaux doivent être inclinés à 45. Si ce n est pas le cas, l éclairement lumineux sera moindre car le flux lumineux est reparti sur une surface plus grande.

4 II) Quelles sont les différences entre un numérique et un argentique? 1) Les points communs Ils possedent une lentille pour converger les rayons, un diaphragme pour faire varier la quantité de lumière entrante et un obturateur pour le temps de pose 2) Leurs différences a) l argentique La pellicule est composée d argent qui est sensible à la lumière. Sous l effet de la lumière, l atome de argent s oxyde devient l ion Ag +. Lors du developpement, on enleve les ions Ag +. C est pour cette raison que l on voit en négatif: Les zones claires ( exposées à la lumière ) sont sombres ( sans Ag ) et inversement b) le numérique La pellicule est remplacée par une multitude de capteurs qui convertissent la quantité de lumière en tension III) Quelles sont les pièces utilisées dans un numérique? Quelles sont leurs caractéristiques? Ils existent plusieurs éléments sensibles à la lumière : ce sont des photocomposants 1) Les transducteurs photoélectriques Photorésistance Photodiode Phototransistor Cellule photovoltaïque Sa résistance varie selon l éclairement Branchée " en inverse ", elle conduit le courant selon l éclairement C est un interrupteur commandé par la base. L intensité augmente en fonction de l éclairement Sa tension augmente quand l éclairement augmente

5 2) Quelles sont leurs caractéristiques? a) la photorésistance Réaliser le montage ci-contre, compléter le tableau et placer les points dans le graphique ci-dessous E (lx) R ( ) La résistance n est pas proportionnelle à l éclairement. Utilisation des photorésistances : - détecteur de présence ( photorésistance à infrarouge ) - récepteur infrarouge pour recevoir les informations d un appareil à un autre O appareils photographiques - L allumage des lumières lorsque la luminosité diminue (éclairage public ou domestique). - La mesure de la luminosité extérieure dans les b) Cellule photovoltaïque Remplacer la photorésistance par une cellule photovoltaïque reliée à un voltmètre E (lx) R ( ) Conclusion : O