Tout le monde a pu observer le phénomène de la paille qui parait brisée lorsqu'elle est penchée dans un verre d'eau. Comment expliquer ce phénomène ?

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SON ET LUMIÈRE 1 SL1

QUEL EST LE COMPORTEMENT DE LA LUMIÈRE TRAVERSANT DES MILIEUX TRANSPARENTS DE NATURES DIFFÉRENTES ?

Durée : 45 min Barème : 20 points

La clarté des raisonnements et la qualité de la rédaction interviendront dans l’appréciation des copies.

L’usage des calculatrices électroniques est autorisé.

L’examinateur intervient à la demande du candidat ou lorsqu’il le juge nécessaire.

NOM : BEP : Optique Lunetterie Session 2020 Page 1 / 4

Contrôle en Cours de Formation Diplôme intermédiaire BEP : Optique Lunetterie

Session 2020

Établissement : Lycée Léonard de Vinci 4 Avenue Georges Pompidou 92304 Levallois-Perret Cedex

Nom : ………..

Prénom : ………..

DATE : Jeudi 17/10/2019

Note : …...……/ 20

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Dans la suite du document, ce symbole signifie "Appeler l’examinateur".

PROBLÉMATIQUE 1 (sur 16 points)

Tout le monde a pu observer le phénomène de la paille qui parait brisée lorsqu'elle est penchée dans un verre d'eau. Comment expliquer ce phénomène ?

I. Recherche personnelle (SUR 3,5 POINTS) .

I.1. A quel endroit la paille parait-elle brisée ? S'APPROPRIER (0,5)

...

I.2. Comment expliqueriez-vous ce phénomène (à votre avis) ? ANALYSER (1)

…...

I.3. La situation proposée peut être modélisée par l'une des deux expériences ci-dessous.

Dire laquelle. Justifier votre choix. ANALYSER (1)

…...

Expérience 1 Expérience 2

I.4. Quel est le matériel nécessaire, utilisé au lycée, pour vérifier cette expérience ? RÉALISER (1)

…...

Appel n°1 : appeler l'examinateur pour lui montrer vos réponses et récupérer les pages 3 et 4.

Cuve demi-cylindrique contenant de l'eau

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II. Expérimentation et conclusion (SUR 12,5 POINTS).

II.1. L'expérience retenue est la 1.

• Prendre le matériel sur la table et le mettre en place sur votre paillasse.

• Allumer la source lumineuse en respectant les polarités (ou le laser) et la régler de telle façon que le rayon incident et le rayon réfracté passent tous les deux par 0.

• Régler le dispositif afin que le rayon incident arrive au centre I sous un angle d'incidence i1 = 20°.

• Mesurer la valeur i₂ de l'angle de réfraction (à 0,5 près) : RÉALISER (2,5)

i2 = ...

Appel n°2 : appeler l'examinateur pour faire vérifier le montage et la valeur de i₂.

II.2. Mesurer et noter les angles de réfraction pour les angles d'incidence demandés dans le tableau ci-

dessous. RÉALISER TP (3)

II.3. Compléter la ligne sin i1 dans le tableau ci-dessous. RÉALISER TIC (1)

II.4. Compléter la ligne sin i₂ dans le tableau ci-dessous. RÉALISER TIC (1)

II.5. Compléter la ligne sini

1

sini

2

dans le tableau ci-dessous RÉALISER TIC (1,5)

Précision demandée

Angle incident i1 (°) 0 20 35 50 75 0,5 près

Angle réfracté i₂ (°) 0,5 près

sin i₁ 0,001 près

sin i₂ 0,001 près

sini

1

sini

2

0,1 près

Appel n°3 : appeler l'examinateur pour faire vérifier le tableau.

II.6. Calculer la moyenne de la dernière ligne du tableau. COMMUNIQUER (1)

…...

II.7. On suppose que la moyenne de la dernière ligne du tableau (sin i1 / sin i2) est 1,33.

Connaissant la formule n₁ sin i₁ = n₂ sin i₂ et sachant que l'indice de l'air est 1, donner la valeur de

l'indice de l'eau n₂. COMMUNIQUER (0,5)

…...

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II.8. Répondre à la problématique 1 : "Comment expliquer le phénomène de la paille qui semble brisée quand elle est penchée dans un verre d'eau ?"

Une vraie et complète explication est nécessaire pour avoir les 2 points. VALIDER (2)

…...

PROBLÉMATIQUE 2 (sur 4 points)

Calculer un angle de réfraction d'un rayon lumineux.

Un rayon lumineux passe de l'air dans de la glycérine (d'indice de réfraction 1,47) selon le schéma ci-contre.

1) Donner la loi de la réfraction (loi de Descartes). S'APPROPRIER (0,5)

…...

2) Comment s'appelle la droite en pointillés ? S'APPROPRIER (0,5)

…...

3) En utilisant cette loi de Descartes, calculer l’angle de réfraction dans la glycérine de ce rayon lumineux (à

0,01 degré près). RÉALISER (3)

…...

Glycérine 1,47 38°