Présentation de compte rendu

Présentation de compte rendu
Licence première année
(Dated: October 19, 2016)
À la fin de chaque séance de travaux pratique (TP), un compte-rendu vous est demandé.
Il doit synthétiser les objectifs du TP, les méthodes utilisées, vos résultats, et les conclusions
que vous en tirez.
Notation: On notera les compte-rendus de la façon suivante : la présentation des objectifs
et des conclusions pour 20% de la note totale chacune ; la présentation des méthodes
et des résultats pour 30% de la note totale chacune.
Important: Un TP peut avoir plusieurs parties indépendantes, auquel cas il convient de
séquencer les sections suivantes (Partie 1 : Objectif/Méthode/Résultats/Conclusion.
Partie 2 : Objectif/Méthode/Résultats/Conclusion. Partie 3 : ... )
I.
OBJECTIF
Cette partie doit résumer les questions générales auxquelles vous tenterez de répondre
par la suite. Les objectifs doivent se placer dans un cadre général plus grand que le TP
lui même, et donner une motivation suffisante pour que le lecteur juge votre expérience
pertinente dans le cadre général que vous aurez défini et décrit.
Exemple: L’indice de réfraction est une notion à la base de toute l’optique géométrique,
basée sur le principe de Fermat. Avoir une connaissance de l’indice de réfraction d’un
milieu permetra par la suite de décrire des expériences d’optique évoluées. On se
propose dans ce TP de mesurer l’indice de réfraction du plexiglas.
Exemple: Les lois de la réfraction telles qu’établies par Snell et Descartes permettent de
décrire la déviation d’un rayon lumineux lors de son passage à travers une interface
entre deux milieux transparents. Cette loi s’exprime comme
n1 sin i1 = n2 sin i2
entre un milieu d’indice optique n1 et un milieu d’indice optique n2 , lorsque i1 et
i2 sont respectivement les angles d’incidences et de réfraction, mesurés par rapport
à la normale à l’interface au point d’incidence. Puisque cette loi est à la base de
toutes les constructions ultérieures d’optique géométrique, il apparaît indispensable
de caractériser les indices optiques. C’est ce que nous nous proposons de faire dans ce
milieu, où nous établirons une méthode pour mesurer l’indice optique du plexiglas.
Exemple: L’équation de Newton relie l’accélération ~a d’un objet ponctuel aux forces F~ qui
s’y appliquent, sous la forme
m~a = F~
où m est la masse associée à l’objet ponctuel. La connaissance de cette masse est donc
essentielle aux prédictions de la dynamique. Nous nous proposons donc de mesurer
cette masse.
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II.
MÉTHODE
Dans cette section, vous devez décrire avec la plus extrême précision les méthodes utilisées
pour remplir les objectifs de votre TP. Le but de cette section est de permettre à n’importe
qui, se plaçant dans les mêmes conditions que vous, de retrouver les mêmes résultats que
vous.
On attend qu’apparaissent dans cette section :
• Une description précise des différentes expériences réalisées. Éventuellement, des
illustrations (shémas, photos, formules mathématiques, ...) explicatives des différentes expériences sont attendues si elles apportent une meilleure compréhension
de la méthodologie adoptée. Vous devez répondre à la question : Vos expériences
sont-elles optimales pour la mesure que vous voulez effectuer ?
• Une description précise – incluant éventuellement photos, figures, shéma, ... – des
différents appareils de mesure, leurs intérêts, forces et faiblesses. Vous devez répondre
à la question : Vos appareils de mesures sont-ils adaptés à la mesure que vous souhaitez
réaliser ?
• Une description précise des conditions expérimentales1 : conditions de température,
de pression, de bruit, d’isolement électrique, ... Vous devez répondre à la question :
Y’a t-il des possibilités que votre expérience soit biaisée par des conditions que vous ne
maîtrisez pas parfaitement ?
• Les moyens d’extraction des résultats. En particulier, devront apparaître clairement
si vous lisez un résultat directement (par exemple, la mesure d’une longueur par une
règle graduée), ou si vous obtenez un résultat par des méthodes indirectes (à l’aide
d’une formule notamment, par exemple, l’extraction d’une résistance électrique par
la mesure d’une tension et d’un courant présupose valide la loi d’Ohm – ou par des
procédés statistiques évolués). Vous devez répondre à la question : Comment obtenezvous vos résultats ?
Cette liste doit vous permettre de déterminer certaines des incertitudes liées à vos expériences.
Exemple: Pour mesurer l’indice de réfraction du plexiglas, nous utiliserons un dioptre
sphérique, constitué d’une interface plane air-plexiglas, et d’une interface sphérique
plexiglas-air (faire un shéma). Lorsqu’un rayon arrive en incidence normale à une
interface, le rayon incident n’est pas dévié : il n’est pas réfracté (faire un shéma). On
peut ainsi se placer dans les conditions expérimentales ne réalisant qu’une réfraction,
même si ces conditions ne sont qu’approximatives (expliquer pourquoi). Lorsque le
faisceau incident arrive au centre du dioptre sphérique air-plexi sur l’interface plane,
la loi de la réfraction stipule que sin i = nP sin r, avec nP l’indice de réfraction du
plexiglass, où l’on a supposé que l’indice optique de l’air nA = 1 était connu sans
incertitude. Placer ce dioptre sphérique sur un rapporteur permet de mesurer les angles
d’incidences i et de réfraction r avec une incertitude de lecture de 1◦ , qu’accompagnent
des incertitudes sur la position exacte du centre du dioptre évaluées à 1◦ , et une largeur
1
Il est parfaitement clair que cette partie est plus difficile à élaborer dans le temps imparti à un TP.
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de faisceau rajoutant encore une incertitude de 1◦ . Nous allons mesurer les angles de
réfraction r pour différents angles d’incidences i, et tracer la courbe sin i en fonction
de sin r et vérifier que c’est une droite, vérifiant ainsi la loi de la réfraction, ou loi de
Snell-Descartes. Le coefficient directeur de cette droite doit nous donner directement
l’indice de réfraction nP du plexiglas.
III.
RÉSULTATS
Vous décrivez ici l’ensemble de vos résultats. Il convient d’adopter la représentation la
plus claire et la plus facile à lire de vos résultats.
Exemple: Si vous obtenez une seule valeur, disons la valeur de la résistance R = (12 ± 2) Ω
à l’aide de la mesure d’une seule tension mesurée au voltmètre et d’un seul courant
mesuré à l’aide d’un ampèremètre, l’écriture de ces trois valeurs dans un texte est
suffisante.
Exemple: Si vous avec mesuré trois fois une tension électrique à l’aide d’un voltmètre, et
trois fois le courant associé aux bornes d’une résistance à l’aide d’un ampèremètre, un
tableau suffit, ainsi qu’un calcul de la moyenne et de l’écart type.
Exemple: Si vous avez fait varier 25 fois une tension électrique U à l’aide d’un voltmètre, et
mesurer 25 fois le courant I associé aux bornes d’une résistance linéaire R (i.e. vérifiant
U = RI) à l’aide d’un ampèremètre, une courbe sera plus judicieuse, permettant
d’extraire le coefficient directeur R de la courbe de la tension (axe des ordonnée,
vertical) en fonction du courant (axe des abscicces, horizontal).
On rappelle qu’une figure doit avoir
• un titre (Exemple : Tension U (en Volt) en fonction du courant I (en Ampère))
• des noms d’axes (Exemple : U et I)
• des unités (Exemple : Volt et Ampère)
• des graduations ou une échelle
• des points prenant en compte les incertitudes de mesures, i.e. les points ont une largeur
et/ou une hauteur
De même, on ne cherchera pas à relier les différents points expérimentaux sans extraire une
relation mathématique de cette figure d’interpolation. En particulier, relier tous les points
par des segments de droite discontinus est à proscrire.
Exemple: Pour la loi d’Ohm U = RI, si vous tracez U en fonction de I, on s’attend
à obtenir une droite, qui sera alors tracée à la règle. Les barres d’incertitudes des
mesures permettent souvent de tracer plus d’une droite, permettant d’extraire une
incertitude statistique sur la mesure du coefficient directeur.
On rappelle qu’un tableau doit avoir
• un titre (Exemple : Tension U (en Volt) et courant I (en Ampère) mesurés aux bornes
d’une résistance)
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• des noms de colonne (ou de rangée, ou les deux) (Exemple : U et I)
• des unités (Exemple : Volt et Ampère)
Exemple: Nous avons tracé la courbe de l’angle d’incidence i en fonction de l’angle de
réfraction r. Aux petits angles, la relation de Snell-Descartes sin i = nP sin r suggère
une relation de proportionnalité directe entre les deux quantités i ≈ nP r puisque les
sinus peuvent être approchés par leurs arguments. D’après la figure (numéro xxx, à
inclure), nous constatons que la courbe i (r) est effectivement linéaire pour des angles
i et r inférieurs à 30◦ (par exemple), vérifiant ainsi la loi de la réfraction aux petits
angles. Le coefficient directeur de cette partie linéarire nous donne directement l’indice
du plexiglas nP , que nous évaluons à nP = (1, 5 ± 0, 1). Nous avons extrait l’incertitude
par le calcul variationel
∆nP =
∆i i∆r
∆i ∆r
∆nP
+ 2 ⇔
=
+
r
r
nP
i
r
ce qui nous donne (...)
IV.
CONCLUSION
Dans la conclusion2 , vous devez discuter les resultats obtenus. On attend de vous un
esprit d’analyse des différents protocoles utilisés, des différentes méthodes utilisées pour
extraire les résultats, ... La conclusion synthétise toutes les sections précédentes.
Si vous jugez vos résultats décevants, vous devez tâcher de comprendre et d’expliquer
pourquoi ils le sont afin que les possibles erreurs associées ne soient pas reproduites. Vous
pouvez également proposer des protocoles alternatifs qui vous semblent plus adaptés au vu
des difficultés que vous avez rencontrées.
Si vous jugez vos résultats bons, vous devez le justifier. Vous pouvez toujours proposer
des méthodes alternatives pour les améliorer, ou proposer de futures expériences se basant
sur vos propres résultats.
2
La plupart des études scientifiques contient une partie discussion après la partie résultat. On ne vous
demandera pas de comparer vos résultats à d’autres études dans un TP, ni de discuter précisemment
les différences de méthodes expérimentales. Néanmoins, la partie méthode (voir section II) peut vous
permettre d’aborder, à l’échelle d’un TP, ce genre de questions.