tp n1 oeil et appareil photo 2015

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L’œil et l’appareil photo
Sommaire
IIIb. ÉNONCÉ DESTINÉ AU CANDIDAT ............................................................................................................
1.
Choix expérimentaux pour une meilleure précision de mesure (10 minutes conseillées) .................. 4
2.
Mise en place du dispositif expérimental et mesure de la distance lentille image OA'
(10 minutes conseillées) ............................................................................... Error! Bookmark not defined.
3.
Détermination de la distance focale de la lentille et de son incertitude (30 minutes conseillées)Error!
Bookmark not defined.
4.
Retour sur le texte d’introduction (10 minutes conseillées) ................................................................ 5
V . GRILLE D’ÉVALUATION ............................................................................................................................. 8
Page 1 sur 10
L’œil et l’appareil photo
NOM :
Prénom :
Ce sujet comporte 5 feuilles individuelles sur lesquelles le candidat doit consigner ses réponses.
Le candidat doit restituer ce document avant de sortir de la salle d'examen.
Le candidat doit agir en autonomie et faire preuve d’initiative tout au long de l’épreuve.
En cas de difficulté, le candidat peut solliciter le professeur afin de lui permettre de continuer la tâche.
Le professeur peut intervenir à tout moment, s’il le juge utile.
L’utilisation de la calculatrice est autorisée.
CONTEXTE DU SUJET
L’écran de l’appareil photo reproduit ce que voient nos yeux. Certains photographes considèrent leur appareil
photo comme leur 3ème œil.
Grâce à son cristallin, l’œil qui capte l’information visuelle sur sa rétine et le cerveau traite et stocke l’information
captée. De même, grâce à une lentille convergente, l’appareil photo numérique capte l’information visuelle sur un
écran, constitué de capteurs de lumière CCD (Chargé de « capter » l’image) qui la convertisse en signal électrique
qui est stocké dans une mémoire (carte ou disquette située dans l’appareil).
Cependant, comment fait-on pour obtenir une image nette avec un appareil photo ? Pourquoi parle-t-on de
mise au point alors que pour l’œil nous parlons d’accommodation ? Fonctionnent-t-ils de la même
manière ?
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L’œil et l’appareil photo
Document 1: l’œil un modèle pour l’appareil photo
L’œil réel et l’œil réduit
L’œil est un système optique complexe auquel s’ajoute un capteur, la rétine.
L’iris est la membrane colorée qui donne sa couleur à nos yeux ; en se
contractant et en se dilatant, elle va moduler la quantité de lumière qui traverse
le trou percé en son centre, la pupille. Grâce à son cristallin, l’œil forme une
image sur sa rétine et le cerveau traite et stocke l’information captée. En effet
l’arrière de cette membrane interne de l’œil est tapissé de cellules
photosensibles. Une fois la lumière captée par la rétine, l’information est
transmise par le nerf optique au cerveau pour y être interprétée.
Schéma en coupe de l’œil réel
simplifié.
Document 2 : la mise au point d’un appareil photographique
L’appareil photo est, comme pour l’œil, modélisé par une lentille convergente, un diaphragme et un film ou un
capteur.
Sur un appareil photographique, il est nécessaire de régler la distance lentille-pellicule quand la distance objet lentille varie : c'est le rôle de la mise au point.
Document 3 : les affirmations du professeur Tridiop
Le professeur Tridiop a réalisé des recherches sur les lentilles convergentes :
Voilà quelques une de ses affirmations :
«Il est à noter que l'image se forme à une distance très
précise de la lentille. La position de l’image donnée par
une lentille convergente dépend d’une part de la lentille
utilisée (plus exactement de la distance focale f’ de
celle-ci) et d'autre part de la position de l’objet.
En effet, pour une distance objet-lentille fixée, plus la
distance focale de la lentille est grande plus l'image se
forme loin de la lentille.
I. Etude quantitative :
Et Pour une distance focale fixée, plus on augmente la
distance objet-lentille, plus l'image se forme près de la
lentille"
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L’œil et l’appareil photo
TRAVAIL À EFFECTUER
1. Choix expérimentaux afin de réaliser l’œil réduit(10 minutes conseillées)
L’objectif ici est de modéliser le fonctionnement de l’œil à l’aide du matériel du laboratoire : l’œil réduit.
Matériel à disposition afin de réaliser l’œil réduit:
- Banc d’optique
- Lanterne lumineuse munie d’un objet F
- Lentille convergente de distance focale égale à 12,5cm
- Diaphragme
- Ecran
En vous aidant du document 1 et du matériel
mis à disposition, compléter le tableau en
associant chaque élément de l’œil réel à un
élément de l’œil réduit.
Œil réel
Cristallin
Œil réduit
Iris
Pupille
Rétine
2. Mise en place du dispositif expérimental.
Réaliser maintenant l’œil réduit. Placer l’objet loin de la lentille (à environ 30 cm) et déplacer l’écran de manière à
obtenir sur ce dernier une image nette.
Compléter la Conclusion : l’œil réduit est constitué d’un …………… accolé à une …………. …………….,
associés à un ……………. où se forme l’image projetée par la lentille.
APPEL n°1

Appeler le professeur pour lui présenter les réponses
ou en cas de difficulté

3. La mise au point de l’appareil photo
Matériel à disposition :
-
Différentes lentilles convergentes
Banc d’optique gradué
Objet plan
Ecran blanc
3.1.1 Réaliser le modèle de l’appareil photo décrit dans le document 2.
Placer l’objet à 100 cm d’une lentille convergente de distance focale f= 10 cm. Former, sur l’écran une image
nette de cet objet.
3.1.2
Mesurer la distance lentille-image avec son incertitude.
Exemple de mesure : classe de positions x pour la mise au point d’une image sur un banc d’optique
xmin < x < xmax ; demi-largeur : a  (xmax xmin)/2
3.2 .1 Rapprocher l’objet à une distance de 20 cm de la lentille. L’image sur l’écran devient floue.
Pour cette nouvelle position de l’objet en vous aidant du document 2, réaliser une mise au point.
3.2.2 Précisez la grandeur physique modifiée et indiquer la nouvelle valeur obtenue avec son incertitude.
3.2.3 Quelle affirmation est validée dans le document 3.
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L’œil et l’appareil photo
APPEL n°2

Appeler le professeur pour lui présenter les réponses
ou en cas de difficulté

4. L’accommodation de l’œil
Matériel à disposition :
-
Différentes lentilles convergentes
Banc d’optique gradué
Objet plan
Ecran blanc
4.1 Réaliser le modèle de l’œil réduit décrit dans le document 1.
Réaliser la même expérience que précédemment :
Placer l’objet à 100 cm d’une lentille convergente de distance focale f= 10 cm. Former, sur l’écran une image nette
de cet objet.
Rapprocher l’objet à une distance de 20 cm de la lentille. L’image sur l’écran devient floue.
4.2 D’après le document 1 est-il possible de modifier la distance cristallin-rétine ?
4.3 Pour obtenir sur la rétine une image nette d’un objet proche, l’œil s’accommode. L’action des muscles ciliaires
a pour effet de bomber le cristallin, lentille convergente de l’œil réduit. Quel paramètre est alors modifié ?
APPEL n°3

Appeler le professeur pour lui présenter les réponses
ou en cas de difficulté

4.4 Pour cette nouvelle position de l’objet, réaliser l’accommodation de l’œil réduit.
4.5 Indiquer la nouvelle valeur de la grandeur physique modifiée. On donnera son incertitude.
3.6 Quelle affirmation est validée dans le document 3.
APPEL facultatif


Appeler le professeur en cas de difficulté
4. Retour sur le texte d’introduction (10 minutes conseillées)
Les phénomènes de mise au point de l’appareil photo et d’accommodation de l’œil sont-ils identiques ?
Défaire le montage et ranger la paillasse avant de quitter la salle.
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L’œil et l’appareil photo
IV. REPÈRES POUR L’ÉVALUATION
ANA, REA, VAL, APP
ANA, REA, VAL, APP
COM
Coefficient 1
Coefficient 2 ou 3
Coefficient 1
A
Le candidat a réalisé l'ensemble
du travail demandé de manière
satisfaisante selon les critères
précisés dans le sujet ou avec
une ou deux interventions de
l’examinateur, concernant des
difficultés identifiées et
explicitées par le candidat et
auxquelles il apporte une
réponse quasiment de luimême.
Le candidat a réalisé l'ensemble du travail
demandé de manière satisfaisante selon les
critères précisés dans le sujet ou avec une ou
deux interventions de l’examinateur,
concernant des difficultés identifiées et
explicitées par le candidat et auxquelles il
apporte une réponse quasiment de lui-même,
ou bien grâce à une ou deux questions
ouvertes de l’examinateur concernant des
difficultés non identifiées par le candidat
mais résolues par celui-ci, après y avoir
réfléchi.
B
Le candidat a réalisé l'ensemble
du travail demandé de manière
satisfaisante selon les critères
précisés dans le sujet grâce à
une ou deux questions
ouvertes de l’examinateur
concernant des difficultés ou
erreurs non identifiées par le
candidat mais résolues par
celui-ci, après y avoir réfléchi.
Le candidat a réalisé l'ensemble du travail
demandé de manière satisfaisante selon les
critères précisés dans le sujet mais grâce à
plus de deux questions ouvertes de
l’examinateur concernant des difficultés ou
erreurs non identifiées par le candidat mais
résolues par celui-ci, après y avoir réfléchi
ou bien avec l’apport d’une seule solution
partielle.
C
Dans le cas où il n’y a qu’une seule tâche demandée, le candidat reste bloqué
dans son avancement, malgré les questions ouvertes posées par l’examinateur.
Des solutions partielles sont apportées au candidat, lui permettant finalement
d’achever seul le travail demandé.
Ou bien, plusieurs tâches distinctes sont demandées pour évaluer la
compétence et au moins une tâche est menée à bien par le candidat, les
autres solutions totales étant données.
Le candidat a réalisé
une communication
manquant de
cohérence, incomplète
ou bien avec un
vocabulaire
scientifique non
adapté.
D
Dans le cas où il n’y a qu’une seule tâche demandée, le candidat a été incapable
de la réaliser malgré les solutions partielles apportées par l’examinateur.
Ou bien, le candidat a été incapable de réaliser au moins une des tâches
demandées malgré l’apport d’une ou de plusieurs solutions totales quand
plusieurs tâches sont demandées pour évaluer la compétence.
Cette situation conduit l’examinateur à fournir une solution complète
correspondant à l’ensemble de la tâche (ou des tâches): par exemple un
protocole à réaliser ou des valeurs à exploiter pour permettre l’évaluation des
autres compétences du sujet. La ou les solutions totales ne sont pas fournies
lorsque la compétence est évaluée en fin d’épreuve.
Le candidat a réalisé
une communication
incohérente ou bien la
communication est
absente.
Niveau
Le candidat a réalisé
une communication
cohérente, complète
et avec un vocabulaire
scientifique adapté.
Le candidat a réalisé
une communication
cohérente, incomplète,
mais il l’a exprimée
pour l’essentiel avec
un vocabulaire
scientifique adapté.
Le candidat est en situation d’évaluation, l’examinateur ne doit pas fournir d’explicitation des erreurs ni de la
démarche à conduire. Ses interventions sont précises, elles servent de relance pour faire réagir le candidat
ou bien pour lui permettre d’avancer pour être évalué sur d’autres compétences.
Les erreurs détectées par l’évaluateur en continu ou lors d’un appel sont forcément suivies d’un
questionnement ou d’un apport de solution si ces erreurs conduisent le candidat à une impasse.
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L’œil et l’appareil photo
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3
2
REAliser
VALider
Remarques
NOTE sur 20 :
1
Coefficient
ANAlyser
compétences
A
B
C
D
A
Prénom
Prénom
B
C
niveaux validés
Nom
Nom
niveaux validés
N°
N°
D
A
B
C
niveaux validés
Prénom
Nom
N°
D
A
B
C
niveaux validés
Prénom
Nom
N°
D
L’œil et l’appareil photo
V. GRILLE D’ÉVALUATION
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L’œil et l’appareil photo
Annexe de la fiche V
Compétences évaluées
ANAlyser
RÉAliser
VALider
niveau
valeurs
Compétences
Comp
A s'APProprier
2
APP
B
1ANAlyser
ANA
C -1RÉAliser
RÉA
D -2VALider
VAL
COMmuniquer
COM
Coefficient
1
3
2
Compétences Coefficient
ANA
1
A
RÉA
3
A
VAL
2
A
Note
20
A
A
B
18
A
A
C
16
A
A
D
15
A
B
A
18
A
B
B
16
A
B
C
14
A
B
D
13
A
C
A
14
A
C
B
13
A
C
C
10
A
C
D
9
A
D
A
12
A
D
B
11
A
D
C
8
A
D
D
7
Compétences Coefficient
ANA
1
B
RÉA
3
A
VAL
2
A
Note
19
B
A
B
18
B
A
C
15
B
A
D
14
B
B
A
17
B
B
B
16
B
B
C
13
B
B
D
12
B
C
A
13
B
C
B
12
B
C
C
10
B
C
D
8
B
D
A
11
B
D
B
10
B
D
C
8
B
D
D
6
Compétences Coefficient
ANA
1
C
RÉA
3
A
VAL
2
A
Note
18
C
A
B
16
C
A
C
14
C
A
D
13
C
B
A
16
C
B
B
15
C
B
C
12
C
B
D
11
C
C
A
12
C
C
B
11
C
C
C
8
C
C
D
7
C
D
A
10
C
D
B
9
C
D
C
6
C
D
D
5
Compétences Coefficient
ANA
1
D
RÉA
3
A
VAL
2
A
Note
17
D
A
B
16
D
A
C
13
D
A
D
12
D
B
A
15
D
B
B
14
D
B
C
11
D
B
D
10
D
C
A
11
D
C
B
10
D
C
C
8
D
C
D
6
D
D
A
10
D
D
B
8
D
D
C
6
D
D
D
5
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L’œil et l’appareil photo
BACCALAURÉAT SÉRIE S
PHYSIQUE-CHIMIE
ÉVALUATION DES COMPÉTENCES EXPÉRIMENTALES
FEUILLE INDIVIDUELLE DE NOTATION DU CANDIDAT
CANDIDAT
N°
d’inscription :
Centre
d’examen :
NOM :
Prénom :
ÉVALUATION
Niveaux validés
Compétences
Coefficient
A
B
C
D
s’APProprier
ANAlyser
RÉAliser
VALider
1
3
2
COMmuniquer
Note :
/20
Commentaires sur l’observation pendant la séance :
Nom de l’évaluateur :
Date et signature de l’évaluateur :
NOTE FINALE DE L’EPREUVE DE PHYSIQUE-CHIMIE, CALCULEE PAR LE SERVICE DES EXAMENS :
N = 0,8xN1 + 0,2xN2
N1 : note de l’écrit, sur 20 (au demi-point près)
N2 : note obtenue lors de l’épreuve d’évaluation des compétences expérimentales, sur 20 (au demi-point près)
N : note finale de l’épreuve de physique-chimie (arrondie au point supérieur)
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