ACADEMIE DE PARIS Etablissement : Lycée d’Alembert Spécialité : Métiers du Cuir BPn 3 ans □ tertiaire industriel Epreuve EG : Epreuve de mathématiques et de sciences physiques et chimiques Situation d’évaluation en SCIENCES physiques et chimiques Coefficient : 2 Séquence N°1 : Durée : 45 min SUJET COMPLET POUR LE CANDIDAT Nom du candidat : Prénom : Date de l’évaluation : La lecture des informations ci-dessous se fait hors temps réservé à l’épreuve. Thème et module : SL 1: Problématique : L’indice de réfraction du canadou est-il plus élevé, égal ou plus faible que celui de l’eau du robinet ? Objectifs, capacités, connaissances, compétences, aptitudes et attitudes évaluées Identifier expérimentalement des ions en solution aqueuse Réaliser une manipulation ou une expérience après avoir recensé les risques encourus et les moyens à mettre en œuvre Identifier les règles et dispositifs de sécurité adéquats à mettre en œuvre Savoir que les pictogrammes et la lecture de l’étiquette d’un produit chimique renseignent sur les risques encourus et sur les moyens de s’en prévenir Connaissances Reconnaître et nommer le matériel et la verrerie de laboratoire employés lors des manipulations Savoir qu’une solution peut contenir des molécules, des ions sens de l’observation ouverture à la communication, au intérêt pour le monde □ curiosité, imagination dialogue et au débat argumenté environnant et les enjeux Attitudes raisonnée, créativité rigueur et précision de société et ouverture d’esprit esprit critique respect de soi et responsabilité face à d’autrui l‘environnement Capacités La séquence d’évaluation s’appuiera sur une activité expérimentale (une ou plusieurs expériences) en liaison avec la profession, la vie quotidienne. L'une des expériences peut nécessiter l'utilisation des Technologies de l’Information et de la Communication (TIC) au travers d’Expériences Assistées par Ordinateur (ExAO) par les candidats. Cet aspect se fera en présence de l’examinateur. L’examinateur interviendra soit lors des appels professeur pour évaluer le candidat soit à sa demande pour surmonter certaines difficultés L’évaluation sera notée sur 10 points : 7 points pour l’activité expérimentale et 3 points pour le compte-rendu. La clarté des raisonnements et la qualité de la démarche interviendront dans l’appréciation des copies La qualité de la copie (présentation, soin, rédaction …) sera prise en compte dans l’évaluation L’usage des calculatrices électroniques est autorisé Appréciation générale de la copie : Nom et signature de l’évaluateur : Note proposée : / 10 pts Activité expérimentale : Mesures de l’indice de réfraction de deux solutions Objectif(s) : répondre à la problématique Enoncé du protocole expérimental Vous allez devoir : Extraire des informations d’un document. Réaliser une manipulation ou une expérience Utiliser correctement le matériel mis à sa disposition Rendre compte par écrit des résultats des travaux réalisés Présentation du matériel Vous disposez sur la paillasse du matériel suivant : 1 appareil de Descartes 1 source lumineuse 1 Pissette d’eau 1 Balance 1 Éprouvette 200mL Spatule 1 Bécher Du saccharose (sucre) L’énoncé des capacités évaluées lors d’un appel professeur sont énoncées pour le candidat sur la copie: Compétences et/ou aptitudes Sur 7 points : activité expérimentale s’approprier la problématique initiale rechercher, extraire et organiser l’information expliciter le choix du protocole exécuter un protocole expérimental fourni utiliser correctement le matériel mis à disposition respecter les procédures et consignes de sécurité montrer une connaissance du vocabulaire, des symboles, des grandeurs et de leurs unités raisonner, argumenter, critiquer, valider un résultat communiquer par oral à l’aide du langage scientifique remettre en état le poste de travail Appels Appel n° 1 : « appropriation » Appel n° 2 et appel n°3: « acquisition » Appel n° 4 : « rangement » Sur 3 points : compte rendu raisonner, argumenter, valider un (des) résultat(s) rendre compte par écrit des résultats expérimentaux formuler une réponse à la problématique initiale Pas d’appel Dans la suite du document, ce symbole signifie "Appeler le professeur". Le professeur intervient à la demande du candidat ou quand il le juge utile. Problématique : L’indice de réfraction d’un sirop est-il plus élevé, égal ou plus faible que celui de l’eau du robinet ? Matériel : - Appareil de Descartes - source lumineuse - bécher étiqueté canadou - fils électriques - générateur 1) Informations Le Canadou utilisé pour réaliser des cocktails est un sirop de sucre concentré à 70 %. Cela signifie que dans 1L de canadou, il y a l’équivalent de 700g de sucre. Le but de vos manipulations sera de déterminer l’indice de réfraction du canadou. Quel protocole peut-on proposer en utilisant le matériel à votre disposition ? ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………… 2) Le schéma ci-contre montre le passage d’un rayon de lumière monochromatique d’un milieu 1 d’indice de réfraction n1 à un milieu 2 d’indice de réfraction n2. a) La surface de séparation des deux milieux transparents est nommée dioptre ou surface réfringente. La normale au dioptre est nommée (N). Légender le schéma en indiquant l’angle d’incidence i, l’angle de réfraction r et le point d’incidence I. b) On considère le passage d’un rayon lumineux de l’air (indice de réfraction n 1=1) à un milieu d’indice de réfraction n2 inconnu. On rappelle la formule relative à la deuxième loi de la réfraction de Snell – Descartes n1 × sin i = n2 × sin r En déduire l’expression de l’indice de réfraction n2 en fonction de n1 × sin i et de sin r : ……………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… La suite du document vous sera remise après cette étape. 3) Quel est l’indice de réfraction du Canadou? - Remplir une cuve demi-cylindrique vide de solution « canadou » sur une hauteur d’environ 1 cm. - Réaliser le montage suivant puis allumer la source lumineuse : placer le demi-cylindre étudié sur le disque gradué. allumer la source lumineuse et la régler de manière à obtenir un pinceau lumineux le plus fin possible. placer la source lumineuse de telle sorte que le pinceau incident arrive au point I et que l’angle i d’incidence soit de 45°. relever la valeur de l’angle de réfraction i2 : i2 = …………… Appel n°1. Appeler le professeur pour qu’il valide le montage, la première mesure de r. 4) Faire varier l’angle d’incidence i selon les données du tableau 1, en relevant pour chaque position la valeur de l’angle r correspondant et en la reportant dans le tableau page suivante : 5) Compléter le tableau : a) Les valeurs de sin i (arrondi au centième) pour chaque valeur de i sont données dans le tableau. Calculer sin r (arrondi au centième) pour chaque valeur de r indiquée dans le tableau, en reportant le résultat dans le tableau. sin i (arrondi au centième) pour chaque valeur de i et de r indiquées dans sin r le tableau, en reportant le résultat dans le tableau. (sauf case grisée) sin i c) Calculer la moyenne des rapports sin r b) Calculer i1 (°) 0 45 50 55 60 0 0,71 0,77 0,82 0,87 i2 ( ° ) sin(i1) sin(i2) Moyenne : 𝑠𝑖𝑛𝑖1 sin 𝑖2 .......... ..... ……… Appel n°2 : Faire contrôler les résultats par le professeur …… 6) On rappelle que n1 × sin i = n2 × sin r On en déduit l’expression de n2 en fonction de n1 × sin i et de sin r : n2 = n1× sin i sin r On appelle n2 la valeur de l’indice de réfraction du sirop de menthe, contenu dans le demicylindre, par rapport à l’air. Donner la valeur de cet indice n2 : n2 = …………………… (utiliser la valeur moyenne sin i de obtenue précédemment) sin r 7) Conclusion On a recommencé la même expérience en remplaçant le sirop de CANADOU par de l’eau. L’indice obtenu pour l’eau est : n2 = 1,33 Rédiger une conclusion comparant les indices de réfraction du sirop de canadou et l’eau du robinet, et ranger le matériel. ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… Appel n°3 : Appeler le professeur pour faire contrôler le rangement et vos réponses. GRILLE NATIONALE D’ÉVALUATION EN SCIENCES PHYSIQUES ET CHIMIQUES Nom et prénom : Diplôme préparé : BEP Séquence d’évaluation1 n° 2 Liste des capacités, connaissances et attitudes évaluées2 Capacités Vérifier expérimentalement les lois de la réfraction Connaissances Connaître les lois de la réfraction Attitudes Sens de l’observation Le goût de chercher et de raisonner La rigueur et la précision L’esprit critique vis-à-vis de l’information disponible Le respect de soi et d’autrui Évaluation3 Compétences4 S’approprier Analyser Activité expérimentale Réaliser Valider Aptitudes à vérifier Questions - rechercher, extraire et organiser l’information utile, comprendre la problématique du travail à réaliser, montrer qu’il connaît le vocabulaire, les symboles, les grandeurs, les unités mises en œuvre. - analyser la situation avant de réaliser une expérience, formuler une hypothèse, proposer une modélisation, choisir un protocole ou le matériel / dispositif expérimental. 1, 2, 3 *, **, * - organiser son poste de travail, mettre en œuvre un protocole expérimental, utiliser le matériel choisi ou mis à sa disposition, manipuler avec assurance dans le respect des règles élémentaires de sécurité. 3, 4 *, ** - exploiter et interpréter des observations, des mesures, vérifier les résultats obtenus, valider ou infirmer une information, une hypothèse, une propriété, une loi … 5, 6, 7 ***, *, * Appréciation du niveau d’acquisition5 1, 3 ** /7 - Compte Rendu écrit et oral Communiquer - rendre compte d’observation et des résultats des travaux réalisés, présenter, formuler une conclusion, expliquer, représenter, argumenter, commenter. 3, 6, 7 **, ** , ** /3 TOTAL / 10 Chaque séquence propose une problématique s’appuyant sur une situation issue du domaine professionnel ou de la vie courante. Les capacités, connaissances et attitudes évaluées sont issues du programme et du référentiel de certification du diplôme préparé. 3 L’évaluation porte nécessairement sur des capacités expérimentales. Des appels permettent de s’assurer de la compréhension, de valider les choix / les hypothèses, d’évaluer l’exécution des manipulations et de prendre en compte la communication écrite et/ou orale. 4 La compétence « Être autonome, Faire preuve d’initiative » est prise en compte au travers de l’ensemble des travaux réalisés par l’élève. Les appels sont des moments privilégiés pour en apprécier le degré d’acquisition. 5 Le professeur peut utiliser toute forme d’annotation lui permettant de noter l’activité expérimentale sur 7 points et la partie compte rendu sur 3 points. 1 2
