Sciences Physiques : Optique

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CAP 2nde BacPRO 2019

Thème 2 : Signal lumineux. Optique 

Module 1 : Décomposition de la lumière blanche. Œil humain et perception des couleurs

1CAP 2ndePro --- -- Capacités Connaissances Activités

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H2
H1
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  • Réaliser la décomposition de la lumière blanche et sa recomposition.
  • Positionner un rayonnement monochromatique sur une échelle de longueurs d’onde fournie.
  • Réaliser expérimentalement une synthèse additive des couleurs.
  • 2nde Représenter et exploiter le modèle optique simplifié de l’œil.
  • 2nde Réaliser une synthèse soustractive des couleurs.
  • + Respecter les consignes de SÉCURITÉ :
    - Identifier les dangers d’une exposition au rayonnement d’une source lumineuse dans le visible ou non : par vision directe, par réflexion.
    - Utiliser de façon raisonnée les équipements de protection individuelle adaptés à la situation expérimentale en optique. CAP   2nde
  • Savoir qu’un rayonnement monochromatique est caractérisé par sa longueur d’onde.
  • Savoir que la lumière blanche est composée de rayonnements de CAP différentes couleurs et  2nde différentes longueurs d’onde.
  • CAP Savoir que la lumière blanche est composée de rayonnements visibles et d’autres invisibles à l’œil nu.
  • Connaître les limites de longueur d’onde dans le vide du domaine visible et situer les rayonnements infrarouges et ultraviolets.
  • Connaître les effets sur la santé d’une exposition excessive aux rayonnements infrarouges et ultraviolets.
  • Savoir que trois lumières monochromatiques (rouge/vert/bleu) suffisent pour créer toutes les couleurs.
  • 2nde Savoir que l’œil réalise une synthèse additive.
  • 2nde Savoir que la couleur d’un objet dépend de la composition spectrale de l’éclairage.
  • + SÉCURITÉ
    - Connaître l’existence de classes de laser.
    Connaître les dangers, pour la santé (œil, peau), d’une exposition au rayonnement.
- Synthèse soustractive2nde

- Exercice couleur des objets2nde

Module 2 : Photo-composants, photodétecteurs et Luxmètre.

1CAP 2ndePro --- -- Capacités Connaissances Activités


H4
H5

  • Construire expérimentalement la caractéristique d’un photo-composant (photorésistance, photodiode, photo-transistor, photopile) :
    - en fonction de l’éclairement ;
    - en fonction de la longueur d’onde.
  • Mettre en œuvre un photodétecteur.
  • Mesurer un éclairement avec un luxmètre.
  • Savoir que la lumière peut être modélisée par des photons caractérisés par leur énergie et leur longueur d’onde.
  • Connaître la vitesse de propagation de la lumière dans le vide et dans l’air.
  • Connaître la relation entre l’énergie d’un photon et la longueur d’onde.
  • Connaître les grandeurs caractéristiques d’un rayonnement lumineux (flux, intensité, éclairement, longueur d’onde).
  • Savoir que les variations de ces différentes grandeurs caractéristiques d’un rayonnement lumineux influencent le signal électrique produit par un photo-composant
  • Objectifs d'enseignement
  • Cours

  • Exercices
  • Évaluations 

Module 3 : Modèle du rayon de lumière. Réflexion et de réfraction de la lumière.

1CAP 2ndePro --- -- Capacités Connaissances Activités

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H4
H5
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  • Vérifier expérimentalement les lois de la réflexion et de la réfraction.
  • CAP Mesurer un angle d’incidence et un angle de réfraction.
  • CAP Relier qualitativement l’angle de réfraction à l’indice de réfraction d’un milieu transparent.
  • 2nde Déterminer expérimentalement l’angle limite de réfraction et vérifier expérimentalement la réflexion totale.
  • Connaître les lois de la réflexion et de la réfraction.
  • CAP Savoir tracer un rayon incident, un rayon réfléchi et un rayon réfracté.
  • CAP Savoir que la valeur de l’angle de réfraction dépend de l’indice du milieu.
  • 2nde Savoir que la réfringence d’un milieu est liée à la valeur de son indice de réfraction.
  • 2nde Connaître la condition d’existence de l’angle limite de réfraction et du phénomène de réflexion totale.
  • Introduire les lois fondamentales de l’optique géométrique Trace écrite : fiche résumé
  • Objectifs d'enseignement
  • Cours

  • Exercices
  • Évaluations 

Liens avec les mathématiques

Notes d'objectifs 2nde

Les photocomposants sont utilisés dans des expériences simples permettant de mettre en évidence leurs caractéristiques et leur intérêt. De nombreuses applications sont concernées par ce module : le numérique (écrans), les arts graphiques et du spectacle, les © Ministère de l'Éducation nationale et de la Jeunesse > www.education.gouv.fr photodétecteurs (panneaux photovoltaïques, détecteur de mouvements, ajustement de l’éclairage d’une pièce par mesure de la luminosité ambiante, lecture de code-barres).
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