Pour que l`examen de physique 102 se passe en toute quiétude
publicité
Pour que l’examen de physique 102 se passe en toute quiétude... ∗ François Boulogne [email protected] 25 Avril 2011 Résumé Ce document présente quelques petites choses utiles pour l’examen final de physique 102. Ces conseils de rédaction vous permettront de maximiser le nombre de points gagnés, surtout lorsqu’il y a une erreur de calcul et que le résultat est faux. Les rédactions que je propose permettent de bien montrer que vous avez compris ce que vous faites, donc de gagner des points. Par ailleurs, je donne les erreurs à éviter et les principaux points à connaı̂tre parfaitement. Licence de ce document Ce document est sous triple licence libre. – licence Art libre 1 version 1.3 ou ultérieure – licence Creative Commons By-SA 2 version 2.0 ou ultérieure – licence GNU FDL 3 version 1.3 ou ultérieure Les détails de ces licences libres sont donnés dans les liens en note de bas de page. Vous êtes encouragés à utiliser, copier, diffuser et modifier ce document en respectant les termes d’au moins une des trois licences. 1 Calcul d’incertitude Il est important de bien mettre en exergue que vous avez compris le calcul d’une incertitude. Si vous avez une fonction G(i) et une incertitude sur i : δi, je vous propose la rédaction suivante (en italique, mes commentaires) : On commence par dire ce que l’on fait : Calculons l’incertitude δG associée à la valeur G(i0 ). Pour cela, utilisons la méthode de la différentielle. A noter qu’une autre méthode aurait pu être utilisée. Explicitons cette méthode : dG δG = δi di i=i0 Là, vous mettez le résultat final sans oublier l’unité. G = 36.21 ± 0.03m/s Vous devez avoir le même nombre de chiffres après la virgule pour les deux valeurs ! 2 Justification d’une linéaire ou affine loi Imaginons que l’on vous présente un graphique avec des barres d’erreurs. Cela ressemble à une droite, on vous demande de le justifier et vous ne savez pas trop quoi dire. Je propose la rédaction suivante : Or, (Calcul analytique uniquement) Sur le graphique donné en énoncé, il est 1 représenter dG ρ en fonction de θ. À l’œil, on peut dire = ... que le nuage de point peut être modélisé par une di i=i0 droite. Autrement dit, selon les mesures, la relation D’où, entre ρ1 et θ semble être bien décrite par une loi Là, vous mettez le résultat votre calcul analy- (affine) du type : tique complet et la valeur numérique sans oublier 1 l’unité. =A×θ+B δG = |...|δi = ... ρ Donc, ∗ Version 1.1, http://www.fast.u-psud.fr/∼boulogne 1. http ://artlibre.org 2. http ://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/fr/ 3. http ://www.gnu.org/licenses/fdl-1.3.html où A et B sont des constantes à déterminer. Si vous voyez que ça passe en plus par zéro, ajoutez alors : Par ailleurs, on remarque que cette droite passe par l’origine. On a donc B = 0. On doit alors probablement vous demander de trouver A, on n’oublie pas de préciser la méthode : Afin de déterminer A et l’incertitude associée δA, utilisons la méthode des pentes extrémales (notées ici Amin et Amax ) : A= Amax + Amin 2 – Faire des schémas dans une configuration proche de la configuration 2F −2F afin d’avoir des objets et des images de tailles respectables. – Pour tracer un angle de déviation, prolongez les rayons d’entrée et de sortie. Imaginez comment tourne le rayon d’entrée, vous avez alors votre angle. 4 Erreurs qui ne passent pas... Certaines erreurs sont très pénalisantes. Voici les points de vigilance pour les éviter : – Un indice optique est égal ou supérieur à 1. n ≥ 1. – Rayons incidents et rayons réfractés sont de Amax = ... part et d’autre de la normale. – Le rayon réfracté se rapproche de la normale Amin = ... lorsque le milieu est plus réfringent (indice opNe pas oublier les unités ! Pour trouver ça, on a tique plus grand). où les crochets désignent “unité de...“. [A] = [1/ρ] – Lorsqu’un rayon traverse un dioptre, il y a [θ] toujours réflexion. Ne pas l’oublier. Donc : – Ne pas confondre diffusion, diffraction et réfraction. A = ... ± ... – La longueur d’onde dépend de l’indice opNe pas oublier l’unité !... tique, pas la fréquence. Parlez donc plutôt de Dans le cas où B 6= 0, toujours grâce aux pentes la fréquence d’une onde lumineuse (pas d’amextrémales, vous pouvez écrire : biguı̈té). Soit Bmin et Bmax les ordonnées à l’origine des pentes extrémales. On a : Amax − Amin δA = 2 Graphiquement, on a B= Bmax + Bmin 2 δB = Bmax − Bmin 2 Donc : B = ... ± ... Encore une fois, ne pas oublier l’unité... 3 Constructions graphiques On attend de vous de tracer très soigneusement vos constructions. Voici une petite liste des éléments attendus. – Orienter l’axe optique. – Flécher les rayons. – Mettre les rayons et objets virtuels en pointillé. – Utiliser des couleurs. – Hachurer l’arrière des miroirs. – Orienter vos objets par une flèche. – Pour les miroirs concaves et convexes, dessinez les bords selon la courbure. – Bien mettre les flèches sur les lentilles (convergente ou divergente). – F 0 est en amont d’une lentille divergente, contrairement à une lentille convergente. 5 Les notions qui doivent vous parler Liste non exhaustive : – Relation longueur d’onde-fréquence – Définition de l’indice optique – Conditions de réflexion totale – Couleurs primaires et secondaires – Synthèses additive et soustractive – Système optique – Propriétés de déviation et de dispersion du prisme – Existence d’un minimum de déviation pour le prisme (et la méthode de calcul) – Stigmatisme rigoureux et approché – Conditions de Gauss – Objets (images) réel et virtuel – Relation de conjugaison d’un miroir sphérique et ses conditions de validité – Relation de conjugaison d’un dioptre sphérique et ses conditions de validité – Relation de conjugaison d’une lentille et ses conditions de validité – Foyers (définition et utilisation dans une relation de conjugaison) – Grandissement d’une lentille – Relation de Newton – Diamètre apparent – Myopie, hypermétropie... et leurs corrections.
