Gf,kgjogùfjopùjophblkgmù jkhgùf johpù jop - Plateforme e
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1. Supposons que les conditions angulaire permettent l mergence de FR on r utilise alors sin i n sin r 2 e Rajouter i et r sur notre sch ma Gr ce la d finition du prisme il est clair que le rayon mergent IR ne peut tre le prolongement du rayon incident SI il ne peut pas plus lui tre parall le Le prisme a donc le pouvoir de d vier la lumi re cette d viation va rabattre le rayon lumineux vers la base BC du prisme e Noter D la d viation sur notre sch ma D finition de D crire D est l angle dont il faut faire tourner le rayon incident SI pour l amener dans la direction du rayon mergent IR Cette d viation est la somme des deux d viations successives E 14 e INSR e9 ROUEN D i r r Cette relation peut s crire plus facilement Prenons le triangle HI nous avons les deux angles r et r Comme la somme des angles dans un triangle est 180 on a A r r De plus A a ses c t s perpendiculaires ceux de l angle A du prisme Ainsi A A r r 3 D i i A 4 Les formules importantes du prisme sont ainsi e sin i n sin r e sin i n sin r e A r r e D i i A LISTE monochromatique d incidence i d angle A une d viation 62 Nous avons vu que lorsqu un rayon lumineux XXX d fini par son angle XXX arrive sur la face d entr e d un prisme XXX et d indice n il subit la sortie du prisme si les conditions d mergence sont satisfaites XXX dont la valeur est parfaite2. A 5 M thod logie Orpanisation du CPR 5 Hor EE EE 6 mn 7 Fonchonne meii EE 7 Manuel TutliSA let srsmeetinolenenneelensacnuterstednerenelnen an aelereiemufensiaiate sieste 9 DO a a 9 Utilisation Gut Jee ER eut 10 TE KREE EE 12 EEN bb 12 RE a 12 12 Le prisme l l ve et le tableau blanc interactif eue 16 e ef AINSA e ROUEN 1 INTRODUCTION Le tableau num rique interactif ou tableau blanc interactif TNI ou TBI est un l ment nouveau dans les salles de classe Il s agit d un cran blanc tactile associ un ordinateur et un r troprojecteur L utilisateur intervient donc sur l cran avec un stylet ou simplement par le toucher l cran transmet alors les informations l ordinateur Ce qui est effectu avec un stylet ou le toucher peut galement tre fait l aide de la souris Nous allons au cours de ce projet mettre en vidence les caract ristiques ainsi que les avantages et les inconv nients de celui ci dans le cadre de l ducation De plus nous tenterons de voir si son utilisation est suffisamment intuitive pour tre ins r e dans le quotidien de tous les professeurs Mais a t il vraiment sa place dans l enseignement Afin de r pondre cette question nous tudierons tout d abord l histoire de celui ci puis nous expliquerons son fonctionnement sous la forme d un manuel d utilisateur et finalement nous pr senterons diff rents ph nom nes optiques dont l explicatio
3. en seconde T est la p riode commune aux deux ondes en seconde Av est le d phasage en radian 47 e 0 36 e INSR e ROUEN 7 3 2 Interf rences constructives et destructives de deux ondes sinusoidales a lnterf rences constructives On dit qu une interf rence est constructive si elle correspond la superposition de deux ondes ayant une amplitude maximale Pour deux ondes lumineuses monochromatiques les interf rences constructives correspondent une intensit lumineuse maximale Une interf rence constructive est obtenue dans le cas d un d phasage gale un multiple pair de TT ce qui peut se traduire par la relation Ag AJ o k est un nombre entier b interf rences destructives On dit qu une interf rence est destructive si elle correspond la superposition de deux ondes ayant une valeur minimale Pour deux ondes lumineuses monochromatiques les interf rences destructives correspondent une intensit lumineuse minimale voire nulle Une interf rence destructive est obtenue dans le cas d un d phasage gale un multiple impair de pi ce qui peut se traduire par la relation Ag 2k 1 m o k est un nombre entier 56 c interf rence de deux ondes lumineuses monochromatiques On va utiliser les fentes d Young pour observer les ph nom nes d interf rences Il s agit simplement de deux ou plus fines fentes parall les clair es par la m me lumi re laser et qui jouent le
4. taille humaine l chelle du monde e wf C NES Projet de Physique P6 S TPI P6 2015 019 Exp riences num riques didactiques d optique avec un Tableau Blanc Interactif La Diffraction SS eg PS EE Constance BILLETTE DE VILLEMEUR E C dric DANGEARD Ana s LE COZ Claire LOVISA Baptiste NOUAILHAT Benjamin SCHULER Enseignant responsable du projet David HONORE Date de remise du rapport 15 06 2015 R f rence du projet STPI P6 2015 019 Intitul du projet Exp riences num riques didactiques d optique avec un Tableau Blanc Interactif Type de projet bibliographie et simulation Objectifs du projet Apprendre utiliser le tableau blanc interactif afin de pouvoir cerner toutes les fonctionnalit s ainsi que les avantages et les inconv nients de celui ci Mettre en commun nos recherches sur le tableau banc interactif et sur les ph nom nes optiques afin de comprendre l utilit de celui ci pour une utilisation p dagogique D couvrir le travail de groupe dans le cadre d un projet de grande importance Mots clefs du projet Tableau blanc interactif Enseignement Interaction Coop ration INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUEES DE ROUEN D partement Sciences et Techniques Pour l Ing nieur BP 8 avenue de l Universit 76801 Saint Etienne du Rouvray t l 33 0 2 32 95 66 21 fax 33 0 2 32 95 66 31 TABLE DES MATI RES Table des mati res
5. en semblant provenir du foyer image Fi Rayon vert un rayon passant par le centre optique de la lentille n est pas d vi Rayon rouge un rayon se dirigeant vers le foyer objet Fo est d vi parall lement l axe principal L image sera form e par le prolongement du c t du foyer image des rayons d vi s Relation de conjugaison 1 et de grandissement 2 On a deux relations majeures pour tudier les lentilles La relation de conjugaison permet de d terminer la position de l objet de son image et des foyers objet et images de la lentille Tandis que la relation de grandissement permet de savoir si l image est invers e droite plus grande ou plus petite par rapport l objet Remarquons que pour la relation de conjugaison D gt 0 gt lentille convergente et ad lt 0 lentille divergente y gt 1 Image agrandie y lt 1 Image r duite y gt 0 Image droite et y lt 0 Image invers e Pour la relation de grandissement on a alors 9 AINSA R e ROUEN Fonctionnement d un t lescope Les rayons traversant l objectif proviennent de lointains objets AB On peut donc les consid rer parall les entre eux En cons quence l image interm diaire A2B2 se forme dans le plan focal image de la lentille L1 L il humain au repos visualise des objets situ s l infini L oculaire doit donc faire en sorte de donner une image A B rejet e l infini afin d am liorer le confort de l utilisateur c es
6. partir d un faisceau de rayons incidents parall les l axe optique un faisceau mergent qui converge La lentille convergente a la propri t de rassembler des rayons parall les qui la traversent vers son foyer JINSA bk e ROUEN e Lentille divergente lentille qui donne partir d un faisceau de rayons incidents parall les l axe optique un faisceau mergent qui diverge La lentille divergente a la propri t de disperser des rayons parall les qui la traversent Les lentilles convergentes Illustration Illustration 8 6 Plan Biconvexe Illustration convexe M nisque convergent Principe d une lentille convergente Objet TTT OTT Figure 2 construction de l image d un objet par une lentille convergente Rayon jaune un rayon parall le l axe principal est d vi par la lentille en passant par le point foyer image Fi Rayon vert un rayon passant par le centre optique de la lentille n est pas d vi Rayon rouge un rayon passant par le point foyer objet Fo est d vi parall lement l axe principal Le point de rencontre entre ces rayons forme le sommet de l image Les lentilles divergentes Ilustration 10 Plan concave Illustration Biconcave 11 17 Illustration 9 M nisque divergent 18 Principe d une lentille divergente Figure 3 Construction de l image par une lentille divergente Rayon jaune un rayon parall le l axe principal est d vi
7. polaris e rectilignement Si on remarque que l intensit lumineuse diminue apr s avoir travers l analyseur on peut en d duire que l angle entre les deux polariseurs n est pas nul INSA SS ROUEN UI u correspond l axe de transmission L analyseur plac comme le pol ariseur laisse passer le lumi re polans e rreg sn o u correspond l axe de transmis si ti L analyseur plac perpendcioulare au polan seur nelasse plus passer de lumi re Illustration 15 Effet d un polariseur et d un analyseur c Loi de Malus La loi de Malus donne une relation entre l intensit lumineuse qui sort du polariseur puis celle qui sort de l analyseur Soit 0 l angle entre le polariseur et l analyseur T olintensit de la lumi re sortant du polariseur et celle de la lumi re sortant de l analyseur On a alors T Tocos 208 l L intensit de la lumi re sortant du polariseur est toujours T z Ceci vient de la moyenne de la loi de Malus 29 5 5 3 Travaux pratiques a Visualisation de l effet d analyseur polariseur 28 INSA SS ROUEN Illustration 16 Visualisation de l effet analyseur polariseur Au d part l angle entre le polariseur et l analyseur nomm polariseur 2 dans l animation est nul On voit bien que l onde n est pas r duite en intensit Elle tait d j lin aire en arrivant dans le polariseur c est pourquoi l onde reste identique m me travers les out
8. ressante pour les cours prodigu s l INSA En effet il permettrait une plus grande interactivit entre les l ves et les professeurs lorsque ceux ci abordent des sujets complexes S INSA gw 119 0g ROUEN 7 BIBLIOGRAPHIE 1 http www ac paris fr portail jcms p1_113612 du tableau noir au tableau blanc interactif 08 02 15 2 http ww2 ac poitiers fr math IMG pdf CR_TBI A od 03 03 15 3 http byc fr tbi histoire index html 08 02 15 4 http byc fr tbi avenir htm 04 03 15 5 http edusofad com www demo wphy 5041 demo o2s3ss1p04 php 05 03 15 6 http emanim szialab org 03 03 15 Jhttp eu hitachi solutions com pdf en interactive 20whiteboards F X TRIO series user guide EN pdf 18 03 15 8 http fr wikipedia org wik C3 89cran_tactile Technologie 20optique 20des 20ecrans 20interactifs 08 02 15 9 http fr wikipedia org wiki Miroir_plan 27 02 15 10 htto fr wikipedia org wiki Prisme_ optique 18 02 15 11 http fr wikiversity org wiki Notions de base _ d optique ondulatoire La_lumi C3 AB8re une onde C3 AIlectromagn C3 AQtique 03 03 15 12 http www industrie techno com le tactile troisieme generation des interfaces utilisateurs 28469 09 02 15 13 http www linternaute com science histoires de science newton lumiere newton lumiere shtml 18 02 15 4 http www md ucl ac be didac physique didacphys rappels optique reflexion html 05 03 15 15 http mediafic
9. de d placement entre les slides permettront au professeur une plus grande facilit d improvisation sur son sujet SINSA e e ROUEN 5 4 Polarisation 5 5 D finitions a Onde lumineuse lllustration 11 Illustration de la propagation d une onde lumineuse L onde lumineuse est une onde lectromagn tique pouvant tre d compos e en plusieurs ondes planes Cette onde est donc constitu e du champ lectrique Let du champ magn tique B qui sont perpendiculaires entre eux Elle se propage dans la direction du vecteur d onde k de normek lui m me perf diculaire aux champs lectriques et magn tiques b Polarisation La polarisation d une onde est caract ris e par la direction de son champ lectrique P Elle peut prendre diff rentes formes d taill es ci dessous On peut y associer une intensit Co lumineuse EE 5 5 1 Type de polarisation a Lumi re naturelle La direction et la phase du champ lectrique de la lumi re naturelle varient constamment C est donc une onde non polaris e 23 Onde naturelle non polaris e lllustration 12 Lumi re naturelle b Polarisation lin aire Une onde est polaris e lin airement ou de mani re rectiligne quand son champ lectrique garde une direction constante Soit tile vecteur unitaire de cette direction alors on dit que l onde est polaris e lin airement selon t Les composantes de F sont en phase u correspond laz
10. il le souhaite retourner facilement sur l animation pour confirmer les calculs de la taille de la tache centrale Ensuite un Slide optionnel sur le calcul de l intensit lumineuse sur l axe de la t che permettant de retrouver la courbe affich e sur l animation courbe d finie par la formule r sin y avec td sin 0 u Le dernier point permet d largir sur le fait que la diffraction n existe pas seulement dans le cas d une fente mais aussi par exemple dans celle d un trou circulaire avec quelque image et une animation permettant de visualiser la forme de la t che Illustration 10 Tache lumineuse li e la Pour finir il est possible de retourner sur la vue d ensemble du Prezi pour conclure et demander si les l ves ont des questions Cette vue permettant de revenir rapidement n importe quel point de la pr sentation permet de facilement remonter un calcul une vid o ou une animation incomprise par certains tudiants Prezi n apporte pas d atout r ellement sp cifique un cours d optique Cependant celle ci n cessitant pour la plupart des chapitres une visualisation par les l ves des ph nom nes ces derniers peuvent alors profiter des atouts de Prezi dans ce domaine De plus Prezi offre une interactivit et un dynamisme qui combin s au tableau Interactif forme une combinaison bien plus captivante pour les l ves comparativement une pr sentation PowerPoint classique Les Zooms la facilit
11. les exercices ou phrases trou les diff rentes feuilles d exercice des l ves peuvent tre projet es il est ainsi possible d apporter des modifications au fur et mesure de la correction b Par rapport l l ve qu est ce que cela lui apporter L l ve se retrouve d s les premiers moments concentr s sur le TBI Lorsque le brainstorming lui est propos il peut tre capt par le TBI N anmoins il faut faire attention ne pas liminer trop brusquement les id es propos es Ainsi on entourera plus facilement les bonnes r ponses au lieu de raturer les mauvaises L l ve peut par la suite se retrouver au centre du cours Il devient acteur du cours Le fait de poster l l ve dans une position d acteur peut lui apporter courage et confiance en soi c Par rapport au professeur quels sont les b n fices L avantage principal vu dans le TBI de notre point de vue est la possibilit de garder une trace constante de toutes activit s propos es en cours Le professeur peut ainsi am liorer son cours d ann e en ann e Il peut aussi se faire une br ve id e des probl mes rencontr s pour la majorit des l ves 5 2 Lentilles Les lentilles sont des pi ces de verre dont une des faces est courbe et qui ont la propri t de r fracter la lumi re On distingue deux grandes familles de lentilles les lentilles convergentes et les lentilles divergentes A e Lentille convergente lentille qui donne
12. si ge d une mission simultan e d ondes de longueurs d ondes diff rentes C est la superposition d un nombre infini de radiations monochromatiques toutes les longueurs d ondes sont pr sentes e Si la lumi re mise est monochromatique elle subit un ph nom ne de d viation qui a pour effet en g n ral de rabattre vers la base du prisme le rayon lumineux mergent e Sila lumi re est polychromatique chaque famille d ondes lumineuses qui la compose est d vi e en fonction de la valeur de sa longueur d onde ce qui provoque une dispersion de la lumi re suivant ses diff rents rayonnements monochromatiques Blue light refracts more than red light due to the difference in wavelength This causes blue light to deviate fromits original path by greater angle than the red light Illustration 3 Sch ma de la d viation selon la longueur d onde utilis e 60 c Deuxi me animation d couvrir la d viation D 61 Le Prisme indice 1 728 angle d incidence 42 05 angle d mergence 52 17 d viation 44 22 Illustration 4 Deuxi me animation pour d couvrir la d viation D o0 5 INSA e9 ROUEN Formules du prisme Un ou plusieurs l ves se pr sentent devant le TBI afin de manipuler Ils vont alors essayer de bouger plusieurs l ments l angle la longueur d onde Le site propose lui aussi des manipulations qui peuvent tre suivies par les l ves Le professeur fera la fin u
13. avons pu voir que lorsqu un rayon lumineux se propage d un milieu plus r fringent un milieu moins r fringent il peut tre soit r fl chi soit r fract Cela est d son angle d incidence s il est inf rieur ou non l angle limit attach au milieu le plus r fringent La question au niveau du rayon interm diaire l peut se poser pourquoi peut on avoir mergence en On doit avoir T1 2 lt i lt 11 2 Donc sin 11 2 lt sin i lt sin Tr 2 Or sin r n sin r Donc en divisant tout par n et en sachant que n sin sin rr 2 1 On obtient lt r lt Or A r r cest dire r A r Ge E Donc il faut que l on est lt A r lt est alors li aux caract ristiques g om triques du prisme r est li l angle d incidence i du rayon lumineux On a doncr lt A lt r Quelques soit la figure r lt donc r lt 0 Or A toujours gt 0 donc r lt A toujours vrai Pour la deuxi me in galit puisque r lt alors A lt 2 si on veut que A lt r On peut aussi crire A lt r lt A K ainsi r lt A lt r La premi re relation est toujours vraie car r lt lt A La seconde relation impose n sin A lt nsinr sini Ainsi on a la d finition suivante du site de l universit Pour qu un rayon lumineux d fini par son angle d incidence i merge d un prisme d angle A et d indice n il faut que soient satisfaites simultan m
14. e de transmission Illustration 13 Polarisation lin aire c _ Polarisation circulaire Soit F E KT Les deux composantes n oscillent plus en phase ce qui cr e une polarisation circulaire Cependant elles ont la m me amplitude ce qui donne un rayon constant Concr tement si l extr mit du vecteur E d crit un cercle la polarisation est circulaire Soit a ce rayon on peut alors crire 1 ef anol pF an d ES r P E p a cos 2rvt et Ey a cos 2rvt p o est le d phasage entre les composantes et leur fr quence x H TE BS BEE Si 3 OU zalors on a une polarisation circulaire respectivement dans le sens horaire ou antihoraire o0 z INSA i e ROUEN d Polarisation elliptique Elle est identique la polarisation la seule diff rence qu ici on a F aq cos 271t jet Ey b cos 2rvt pJaveca b On a alors une polarisation elliptique selon un axe principal qui d pend de a et b Illustration 14 Polarisation elliptique 5 5 2 Polariseurs et analyseurs a Polariseur Le polariseur est un outil permettant de polariser la lumi re de mani re rectiligne On passe donc d une lumi re naturelle non polaris e une lumi re polaris e selon l axe du polariseur qui annule tous les rayons perpendiculaires cet axe b Analyseur L analyseur quant lui est un polariseur donc le but est de d terminer les caract ristiques de la lumi re incidente d j
15. e ensuite qu un objectif avec un deuxi me prisme peut recomposer ce spectre en lumi re blanche Ainsi la lumi re blanche visible par tous est en r alit un m lange de toutes les couleurs Aujourd hui le principe du prisme est utilis en spectroscopie Il permet de r aliser une multitude de techniques exp rimentales dans tous les domaines de la physique astronomie physique nucl aire m canique etc On analyse par spectroscopie la lumi re visible mais aussi le rayonnement lectromagn tique 5 1 2 D couvrir le prisme a Premi res approches du Prisme Il existe une autre possibilit de sensibilisation le brainstorming gr ce au TBI En ouvrant une page blanche il suffit de demander aux l ves ce que le mot prisme leur voque Le professeur peut alors crire les id es dict es ou laisser l l ve venir noter son id e ce qui peut tre motivant pour les l ves qui n osent pas d habitude participer La sauvegarde de cette page se r v le importante en effet si l enseignant poss de plusieurs classes il peut alors confronter chaque brainstorming Il peut aussi ressortir ce premier brainstorming la fin de la s ance sur les prismes et leur demander de rajouter leurs nouvelles connaissances Cette premi re approche peut se r v ler tre un capteur d attention Mais doit on dire aux l ves de prendre des notes Doit on distribuer un cours sur feuille Imaginons la deuxi me option Prenons le cours util
16. e les sources de 2 mm la distance cran source de 3 m tres et une longueur d onde de 666nm On fait le calcul rapidement 666x10 ci 2x10 10 m On retrouve bien cela sur la figure On peut ensuite v rifier l influence des diff rents param tres Si l on augmente l cartement des sources l interfrange va diminuer et inversement si l on augmente la longueur ou la distance source cran Z http www sciences univ nantes fr sites genevieve_tulloue Ondes lumiere interference_lumiere html
17. e rendre possible d crire de dessiner et de d placer des annotations avec un stylet Ce projet nomm Trivoli f t commercialis en 1992 Cependant le premier tableau blanc interactif tel que nous le connaissons de nos jours f t invent en 1986 par la soci t Smart Technologie et commercialis sous le nom de SMART Board en 1991 De nos jours les TNI sont pr sents dans un grand nombre de pays comme le Royaume Uni o en 2009 95 des classes comportaient un tableau de ce type Le TNI a t test en France en 2007 dans l cole Jean de la Fontaine dans les Yvelines Puis en 2008 et 2009 des classes utilisant ces TNI en cours ont t film es e ef e INSR e ROUEN Dans le cadre de l enqu te Teacher Use of the Interactive Whiteboard in Primary Schools towards an effective transition framework Gary Beauchamp a interrog des enseignants utilisant des tableaux interactifs Ces derniers ont jug qu un tel dispositif avait un impact important sur le d veloppement des comp tences et l acquisition des connaissances pour l l ve C est galement au cours de cette tude que Gary Beauchamp voque le probl me de l adaptation des m thodes d enseignement des professeurs en passant du tableau blanc classique au tableau interactif 4 LE TNI POUR LES NULS 4 1 Fonctionnement g n ral Dans le cas du tableau interactif SmartBoard notre disposition la technologie employ e est la d tection infrarouge 8 Le
18. enseignant fabrique de lui m me au tableau un sch ma explicatif Le nombre de possibilit s de cours sont infinies 9 SINSA 9 UTILISATION DU TNI EN OPTIQUE 5 1 Prisme Dans cette partie il sera propos un exemple de cours sur le prisme Ce cours permettra de comprendre comment le tableau blanc interactif peut tre utilis La premi re partie appel e Historique peut tre une premi re approche du prisme Il est possible de distribuer ce petit texte afin de sensibiliser les l ves Ce texte peut aussi tre dit l oral par le professeur soit au d but du cours soit de temps autres 5 1 1 Historique Un prisme est un bloc de verre taill Le prisme classique poss de une base triangulaire En g n ral un prisme poss de trois faces mais d autres formes sont tout aussi possibles Un prisme est un instrument optique qui permet de r fracter disperser ou r fl chir la lumi re Certains prismes sp ciaux permettent eux de polariser diffracter et cr er des interf rences Pendant l antiquit les prismes taient utilis s comme objets de d coration Durant le Moyen ge l utilisation du prisme prit une autre tournure devenant ainsi un instrument scientifique Isaac Newton entre 1670 et 1672 se penche sp cialement sur cet objet Il d montre qu un prisme permet de d composer la lumi re blanche en un spectre de plusieurs couleurs En approfondissant ses tudes sur la r fraction de la lumi re il d couvr
19. ent les deux conditions d mergence suivantes e A lt 2 avecsinA 1 n e 10 lt i lt 71 2 avec sin i0 n sin A Il existe deux situations diff rentes e Pour lt les faisceaux incident et mergent ont une ouverture sup rieure 90 certaines rayons vont donc tre d vi s vers l ar te du prisme e Pour lt lt 2 plus fr quent tous les rayons subissent une d viation qui les rabat vers la base du prisme Etude de la d viation D i en fonction de l anale d incidence i du rayon incident 1 Le grand C de ce cours explique en d tail quelles sont les variations de la d viation en fonction de l angle d incidence Nous n aurons pas le temps de nous pencher sur cette partie du cours dans ce dossier N anmoins quelques id es nous sont venues en t te e il peut tre int ressant de tracer la courbe D i gr ce un logiciel comme Libre Office expliquer comment on peut la tracer pourquoi y a t il un minimum un maximum e pour les diff rents calculs il peut tre possible de laisser un moment de recherche aux l ves puis de comparer les diff rentes propositions en les affichant au tableau prendre en photo la page de l l ve 1 Isabelle Bouquins poss de un site appel Mes cahiers de Physique o elle propose diff rents cours de physique thermodynamie optique Nous l avons contacter via son site en lui demandant l autorisation d utiliser son cours Nous sommes dans l atten
20. eo optigeo_ch03 co optigeo_ch03 htmlI 27 02 15 47 http uel unisciel fr index htmi 24 02 15 48 http uel unisciel fr physique optigeo optigeo_ch05 co apprendre_ch05 OT bim 24 02 15 49 htto www vousnousils fr 2013 03 28 cours interactifs avec tbi tni interwrite workspace 544510 03 03 15 50 http www web sciences com documents terminale tedo04 teco04 php 11 02 15 51 htto webcom upmf grenoble fr sciedu pdessus sapea tbi html 03 03 15 52 https www voutube com watch v 0K3CWSOKreY 11 02 15 SW INSR 53 https www voutube com watch v bP2BOSABIO 11 02 15 54 https www voutube com watch v YRFKP0O2 gKI 11 02 15 55 https www voutube com watch v YeQPolmcetZs 03 03 15 56 http www web sciences com documents terminale tedo04 teco04 php 03 03 15 57 http www sciences univ nantes fr sites genevieve_tulloue optiqueGeo miroirs miroir_plan php 27 02 15 58 http uel unisciel fr physique optigeo optigeo_ch05 co apprendre ch05 01 html 04 03 15 Cette universit stipule dans ses cr dits L ensemble des contenus d UEL est diffus sous licence Creative Commons BY NV SA Paternit Pas d Utilisation Commerciale Partage l Identique BY NC SA Le titulaire des droits autorise l exploitation de l uvre originale des fins non commerciales ainsi que la cr ation d uvres d riv es condition qu elles soient distribu es sous une licence identique celle qui r git l uvre o
21. es doit se porter l attention des l ves e de corriger rapidement un exercice d application directe ne posant visiblement pas de probl me la classe INSR ROUEN e de laisser davantage de place l oral lors des corrections pour renforcer leur utilit En utilisant des pages vierges sur le TBI les l ves ainsi que le professeur peuvent crire de mani re manuscrite avec le stylet copier coller des l ments graphiques ou textuels Dans les cas de certains travaux il est possible de pr parer l avance les pages sur lesquelles la correction va s effectuer L avantage est double le support peut tre pr par l avance et le document final peut tre enregistr pour tre r utilis ult rieurement ou mis disposition des l ves L l ve n est plus au premier plan c est le cours l exercice qui prime Le TBI peut se retrouver tre un support int ressant lors de la phase de restitution de travaux de groupes r alis s auparavant ou m me pendant la s ance 4e gain de temps L interactivit du TBI permet de rendre la le on plus vivante L o l enseignant devait avant aller chercher le r troprojecteur pour projeter son document puis chercher le lecteur cassette pour la bande son ici le TBI permet de jongler entre les diff rents atouts qu il poss de afin de stimuler l int r t des l ves On a donc un gain de temps Avec le tableau interactif on peut projeter l nonc une illustration et on pe
22. fini e F le point foyer image point de l axe optique principal image d un objet l infini Dans un miroir sph rique les points foyer objet et image F et F sont confondus Miroir concave Miroir convexe Illustration 18 Miroir concave Illustration 19 Miroir convexe Si SC lt 0 alors le miroir est concave et si SC gt 0 le miroir est convexe b Calculs des diff rents param tres e Relation de conjugaison 1 1 27 A Ai SA SC Avec l image de A par le miroir sph rique e _ Grandissement transversal x 43 B c influence sur les ondes Selon la position de l objet face au miroir l image de celui ci a une position et un grandissement diff rents Toutes ces modifications sont observables lors de la manipulation d animations En effet en modulant la distance entre l objet et le miroir et plus particuli rement la distance focale de celui ci il est possible de voir les changements de taille ainsi que les changements d orientation 33 Q INSA ROUEN Image virtuelle Image r elle Illustration 20 Miroir concave 45 Illustration 21 Miroir convexe 46 8 2 Annexes du prisme Conditions d mergence Pour tablir les formules du prisme nous avons fait l hypoth se qu il existait un rayon mergent Ici on fait l hypoth se que certaines conditions angulaires sont satisfaites Examinons cette question de plus pr s Illustration 12 Sch ma optique du prisme Nous
23. hes ac creteil fr spip php rubrique1 18 03 15 16 http www obs u bordeaux1 fr radio JMHure Docs Optique_ mismi pdf 03 03 15 17 http olivier granier free fr cariboost_files prisme gonio pdf 03 03 15 18 http www ostralo net 3_animations animations_phys_ondes htm 17 02 15 19 http partages univrennes1 fr files partages Enseignement SPM physique L1 polycopies 17 TP5 tudedunprisme2008 2009 pdf 24 02 15 20 http patrick kohl pagesperso orange fr spectro_ oem spectro_ oem_7 htm 03 03 15 21 http www physagreg fr optique 13 lentilles php 11 02 15 22 http www physicsclassroom com Class refrn u14l4a1 gif 03 03 15 23 http physique eea ujfgrenoble fr intra Organisation CESIRE OPT DocsOptique TextesTP TextesTPLicPool pris me _reseau pdf 03 03 15 24 http www point libre org ludo drupal sites default files ch6 _polarisation pdf 03 03 15 29 e g e INSR e9 ROUEN 25 http psg hitachi solutions com starboard product documentation 11 02 15 26 http ressources univ lemans fr AccesLibre UM Pedago physique 02 aspiration html 11 02 15 27 http ressources univ lemans fr AccesLibre UM Pedago physique 02 optigeo caustimir html 11 02 15 28 htto ressources univ lemans fr AccesLibre UM Pedago physique 02 optiphy ondepola3D html 03 03 15 29 http ressources univ lemans fr AccesLibre M Pedago physique 02 optiphy malus html 03 03 15 30 http revue sesamath net spip php artic
24. icace possible afin de fournir un travail pr cis et concis Fecherche et ecriture de cours oo d optique Ba e Ki bw 7 d Ge a FS i Histoire iis Ba 8 e E d k E StarBoard TT zen software l e a Fa ie i j e pa S A g ff j SS Loes i RK PROJET Fe D couverte du ia AN A TNI f Dn o Wa A bi ege me wes es Ce ef ti He F Fefl xion sur des f S d cours avec le TMI Fonctionnement g n ral i ren R Fa ON l EE eege d WS SS Se E E DN ki V SE d r D D Y Vi e vg ST Applications gt d Prezi Figure 1 Diagramme descriptif des t ches de notre projet 3 HISTORIQUE Un tableau num rique interactif TNI est un tableau sur lequel il est possible d afficher le contenu d un ordinateur et de le contr ler l aide d un stylet ou avec les doigts Ces TNI sont utilis s dans un certain nombre d tablissements scolaires et sont utiles dans de nombreux domaines d apprentissage notamment en optique Le principe du tableau blanc interactif a t trouv aux tats Unis dans les ann es 1970 par les laboratoires Xerox PARC Ces derniers sont l origine du LiveBoard tableau interactif projection arri re qui permet l annotation de documents ouverts sur un bureau virtuel Il f t commercialis par la soci t LiveWorks en 1992 D s 1991 Xerox PARC travaille sur une nouvelle application pour le LiveBoard ayant pour but d
25. ils Maintenant si on passe en mode circulaire on peut observer l action du premier polariseur qui transforme une onde circulaire en une onde polaris e rectilignement pr sent si on place l analyseur 90 par rapport au polariseur on peut observer qu aucune onde ne passe travers Ceci peut se prouver gr ce la loi de Malus In 0 comme o g 9Q0 donc comme cos 90 0 0 6 CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES Au cours de ce projet nous avons eu la possibilit de d couvrir tous les aspects de l utilisation d un tableau num rique interactif travers nos recherches sur les ph nom nes optiques g om trique et ondulatoire nous avons t amen s utiliser diff rents types d animations qui ont mis en vidence l atout que repr sentait le TBI pour l enseignement En effet son utilisation est simple et intuitive ce qui repr sente un atout important dans le cadre d un cours illustr En outre nous avons d couvert des fonctionnalit s du tableau interactif qui repr sentent de grandes avanc es pour l avenir la fois du TBI mais galement pour la technologie de mani re g n rale Ce projet nous a permis d am liorer notre capacit travailler au sein d un groupe Nous avons en effet t confront s des ch ances ainsi qu des diff rents que nous avons d g rer Nous avons galement appris faire des recherches documentaires efficaces 27 INSR ROUEN Ce projet offre une perspective int
26. is par l Universit en ligne 58 O 11 e g S1INSA e9 ROUEN Nous allons donc utiliser la d finition du prisme que donne l Universit En effet plusieurs possibilit s s ouvrent nous On peut distribuer le texte suivant avec des trous compl ter par la liste de mots donn s c t LISTE transparent homog ne parall le plan de section principale langle A du prisme base ici nous avons mis les mots dans l ordre Un prisme est un milieu XXX et XXX limit par deux dioptres plans non XXX qui constituent les faces du prisme celles ci se coupent suivant une droite qui est l ar te du prisme Tout plan perpendiculaire l ar te est un XXX son intersection avec les deux faces d finit ce que traditionnellement on appelle XXX G n ralement un troisi me plan limite le milieu r fringent parall lement l ar te c est la XXX du prisme Gr ce un sch ma trac sur le TBI au fur et mesure triangle ABC n rayons lumineux on expliquera les annotations suivantes e i l angle d incidence sur le prisme s _i l angle d mergence du prisme e rl angle de la 1 r fraction e r l angle de la 2 r fraction e Alangle au sommet du prisme e D l angle de d viation entre le rayon mergent et le rayon incident e n l indice normalis du mat riau du prisme Il ne faut pas oublier de pr ciser qu en pratique il n y a que la section principale du prisme c est dire le
27. le181 03 03 15 31 http www samsung com fr article interactive boards the first class 09 02 15 32 http sciences physiques ac dijon fr pedagogie animations_ Flash php 18 02 15 33 http www sciences univ nantes fr sites genevieve_tulloue optiqueGeo prisme prisme html 11 02 15 34 htto www sciences univ nantes fr sites genevieve_tulloue Ondes cuve_ondes interference_ ondes _circulaires html 11 02 15 35 htto www sciences univ nantes fr sites genevieve tulloue Ondes lumiere interference_lumiere html 17 02 15 36 http www seigne free fr Cours Polarisation pdf 03 03 15 37 http www speechi net fr index php home ecrans interactifs ecrans interactifs speechitouch 09 02 15 38 http stream ensg eu 8800 teledetection portail 3 1 co 3sequencelt html segment_pemV0Od1 iSojCGAKOOVwFYg1 03 03 15 39 http www tableauxinteractifs fr le thi histoire du tbi de linvention du tbi a aujourdhui 08 02 15 40 http tableauxinteractifs fr pedagogie index htm 03 03 15 41 http www tableauxinteractifs fr le thbi interets pedagogiques apports 03 03 15 42 http telearn tu sofia bg ms USTL optigeo prisme _IfrFR index html 03 03 15 43 http www tice92 ac versailles fr spip php article55 03 03 15 44 http uel unisciel fr physique optigeo optigeo co optigeo html 10 02 15 45 http uel unisciel fr physique optigeo optigeo_ch01 co apprendre_ch01 OU bid 27 02 15 46 http uel unisciel fr physique optig
28. ment d termin e Deux autres parties b Conditions d mergence et c tude de la d viation DU en fonction de l angle d incidence i du rayon incident sont mises en annexe Un nouveau Brain Storming est propos aux l ves Il pourra tre compar celui de d part La conclusion suivante peut tre donn e 62 Le prisme est un syst me optique constitu d un milieu transparent homog ne s par de deux autres milieux transparents par deux faces planes non parall les Lorsqu un faisceau incident arrive sur le prisme il est possible d observer deux effets un de d viation et un de dispersion Les relations fondamentales du prisme sont au nombre de quatre e Ssni nsinr e sini nsinr s A r r e D i i A Lorsque l angle du prisme et l angle d incidence i sont petits ona e D n 1 A e on observe que la d viation est ind pendante de l angle d incidence La d viation augmente avec l angle du prisme et avec l indice du prisme Lorsque l angle d incidence varie la d viation passe par un minimum 9 SINSA gt 5 1 3 Le prisme l l ve et le tableau blanc interactif a Par rapport au prisme quand le TBI est il utilis L utilisation du TBI se fait d s le d but du cours gr ce un rapide brainstorming Par la suite il est utilis pour afficher plusieurs animations li es au prisme Ces animations permettent une approche plus concr te et directe Le TBI revient afin de corriger
29. n pourrait tre am lior e gr ce au TBI 2 M THODOLOGIE ORGANISATION DU TRAVAIL Nous avons d cid de diviser le projet en trois axes principaux 1 La d couverte du TNI son histoire ses applications et son fonctionnement g n ral 2 Recherche et R daction de cours d optique 3 R flexion sur l utilisation du TNI pour les cours d optique utilisation de PREZI Starboard et autres logiciels Nous nous sommes mis tous d accord sur le fait que chacun d entre nous devrait crire une fiche de cours sur un ph nom ne d optique tudi en P4 Ainsi Constance a r dig un cours sur les miroirs Claire sur la polarisation Ana s sur les prismes C dric sur la diffraction Baptiste sur les interf rences et Benjamin sur les lentilles De plus la r daction du manuel pour les nuls a galement t fractionn e Ana s s est pench e sur l utilisation du TNI pour les cours utilisation d application Claire a travaill sur le fonctionnement g n ral du TNI et a expliqu avec Constance les diff rents boutons du TNI et leur fonctionnement Constance a de plus r dig l historique de l apparition du TNI Pour finir C dric a travaill sur la compr hension des fonctionnalit s du TNI branchements ordinateur calibrage etc et Baptiste et Benjamin se sont pench s sur diff rentes applications sp cifiques au TNI comme Starboard Software L organisation du travail s est donc d roul e de mani re tre la plus eff
30. n rapide r sum de l application Les manipulations propos es par le site sont les suivantes e En lumi re monochromatique faire tourner le prisme pour observer la d viation en fonction de l angle d incidence Une croix rouge sur le graphe indique la position du prisme On peut constater l existence d un minimum de d viation pour lequel l angle d incidence est gal l angle d mergence e Faire varier l angle du prisme et remarquer la d formation de la courbe de d viation Pour que cette courbe soit creuse il faut un angle de prisme assez grand mais pas trop pour qu il y ait mergence du rayon lumineux Rechercher dans quelles conditions angle d incidence le rayon lumineux peut ressortir du prisme apr s avoir subi deux r fractions e Faire varier la longueur d onde couleur et remarquer galement la d formation de la courbe due la variation de l indice de r fraction dispersion s En lumi re polychromatique on peut observer le spectre de la lumi re Il est aussi possible de dessiner par soit m me l image suivante l aide du tableau blanc interactif II faut n anmoins s y prendre l avance afin de ne pas perdre trop de temps Illustration 5 Sch ma optique d un prisme Puis il faut expliquer le sch ma aux l ves e Tracer tout d abord le triangle rouge ABC Puis le rayon incident SI e Tracer Il gr ce la relation sin i n sin r 1 e Rajouter i etr sur notre sch ma e Tracer donc Il
31. nstrument 20d optique 20suivant 20 20la 20lunette 20astronomique pdf 13 05 15 8 ANNEXES Cette annexe contient les autres cours pr par s en vue de l utilisation d un TNI 8 1 Les miroirs 8 1 1 Miroir plan a Caract ristiques des miroirs plan Un miroir plan est une surface plane polie et r fl chissante Les miroirs actuels sont faits partir de surfaces polies sur lesquelles des couches m talliques argent or aluminium chrome ou di lectrique cryolithe surface de zinc sont d pos es sous vide mol culaire b influences sur les ondes Soit un miroir plan entre deux milieux optiques pn et n2 l angle incident i est gal langle r fl chi r au signe pr s Les calculs d angles se font par rapport la normale au miroir rayon incident normale rayon r fl chi miroir Illustration 17 R flection des ondes sur un miroir plan 14 Ce ph nom ne est observable dans le cadre d une animation 57 En effet les modulations de la direction du rayon est visible 8 1 2 Miroir sph riques a Caract ristiques des miroirs sph riques Un miroirs sph rique est une portion de sph re r fl chissante Il est compos de points caract ristiques G 32 INSR e ROUEN e Cle centre du cercle auquel appartient la portion de miroir sph rique e S le sommet du miroir intersection de l axe optique avec le miroir e F le point foyer objet point de l axe optique principal dont l image est l in
32. oftware Transition entre fonctionnement ordinateur et fonctionnement TNI Starboard Software Ecrire en noir Ecrire en rouge Ecrire en bleu Ecrire en vert Surligner en rose Gommer Personnalisable Calibrage Ch E L Personnalisable Rien par d faut e ef Fe 4 2 2 Utilisation pour les cours Plusieurs questions concernant l utilisation d un TBI nous sont venues en t te eQuelle utilisation peut on avoir d un TBI lorsqu on est professeur Et lorsque l on est l ve eQuels sont les apports p dagogiques du TBI eLes avantages les plus souvent avanc s justifient ils l acquisition d un TBI eQuels sont les avantages sp cifiques l utilisation d un TBI pour les cours d optique Les avantages d un TBI sont l interactivit Le TBI permet un r el change entre l enseignant et ses l ves Au fur et mesure que l enseignant modifie son cours crit sur le tableau rajoute une image tout est visible par tous Cela permet galement de revenir en arri re d exposer plusieurs hypoth ses de faire appara tre diff rents types de documents de les superposer ainsi que d agrandir le plus int ressant Tout le monde peut participer au d roulement du cours Les l ves sont autant acteurs que le professeur videmment le TBI ne doit pas tre utilis comme simple r troprojecteur ou ne doit pas servir seulement visualiser un diaporama Le TBI est un
33. outil utiliser pour rendre vivant le cours en liant les hypoth ses des l ves et les ressources technologiques mises disposition faire pivoter une image voir une vid o mettre en marche une bande son faire un brainstorming barrer les id es non pertinentes et entourer les plus pertinentes Ainsi l outil suscite curiosit et int r t la d couverte et la sauvegarde du cours Le TBI est un l ment non n gligeable quant la d couverte d une nouvelle le on En effet son utilisation permet un brainstorming ludique sur une nouvelle notion accompagn e de documents pertinents On peut donc permettre aux l ves de participer ils peuvent venir crire leurs id es sur le TBI Il permet aussi de garder une trace de chaque question crite chaque brainstorming et chaque exercice Gr ce au TBI on peut apr s une phase exercice avec plusieurs classes mettre en commun les solutions trouv es ce qui est tr s enrichissant autant pour le professeur que pour les l ves Il peut alors cerner plus facilement les difficult s r currentes dans sa mati re afin de pouvoir adapter son cours l aide d un appareil photo num rique ou d un t l phone on peut prendre en photo le travail d un ou plusieurs l ves et le mettre ensuite sur le TBI L objectif est par exemple e de comparer deux solutions possibles d un m me probl me deux l ves venant expliquer leur solution e de corriger des fautes classiques sur lesquell
34. principe est tr s simple l cran est quadrill finement par de nombreux rayons infrarouges Ils proviennent des c t s du tableau Lorsque l utilisateur touche l cran que ce soit avec son doigt ou un stylet les faisceaux infrarouges correspondant sa position sont interrompus Un signal est alors envoy en indiquant la position exacte gr ce aux coordonn es de l endroit qui a t touch Illustration 1 Les faisceaux infrarouges sont modul s pour viter les interf rences Les avantages de cette technologie sont multiples elle est extr mement pr cise quelle que soit la taille de l cran le stylet n est pas essentiel au fonctionnement du tableau il est confortable de pouvoir simplement le toucher pour le faire fonctionner De plus le temps de r action est tr s faible ce qui donne une impression d instantan it et il s av re que les crans fonctionnant avec cette technologie sont r sistants EN Rayons infrarouges Capteurs Illustration 1 Fonctionnement du TBI e ef T e INSR e ROUEN 4 2 Manuel d utilisateur 4 2 1 Diff rents boutons Clic droit pour le toucher suivant Ouverture de la barre des options de l application Starboard Software Ouverture d une nouvelle page dans Starboard Software Aller la page de gauche dans Starboard Software Aller la page de droite dans Starboard Software Afficher les r glages de Starboard S
35. r le deux sources distinctes Ces deux sources secondaires mettent des lumi res qui interf rent gr ce au ph nom ne de diffraction La figure d interf rence observ e sur un cran est form e d une alternance de franges sombres et lumineuses qui viennent s ins rer dans la figure de diffraction lllustration 23 Figure d interf rence 0 E jii Ar y L C V i Ki n FE Ki Ba il n E a W d interfrange i obtenue partir des fentes d Young clair s par une lumi re laser L interfrange que l on note i entre deux franges sombres se calcule gr ce cette relation G 37 INSA ROUEN a i est la distance entre les centres des deux franges sombres successives en m tre est la longueur d onde des deux ondes qui interf rent en m tre a est la distance entre les deux fentes parall les en m tre D est la distance entre les fentes et l cran en m tre Avec l animation Cette animation 2montre l utilisation virtuelle d un dispositif qui permet de d doubler une onde afin d observer les ph nom nes d interf rences On observe le ph nom ne sur l cran plac suffisamment loin des sources Les zones o l amplitude est maximale on a des franges On peut observer des interfranges distance entre deux franges brillantes briantes successives Prenons un exemple pour v rifier la formule donnant l interfrange Prenons un cartement entr
36. riginale 59 http sciences physiques ac dijon fr documents Flash dispersion prisme swf 05 03 15 Le site de l acad mie de Dijon explique Cette animation est d velopp e l aide du logiciel Flash de Macromedia Il y a deux possibilit s pour visualiser cette animation Soit directement sur votre navigateur internet en cliquant sur l image de pr sentation associ e l animation Dans ce cas un module compl mentaire plugin Flashplayer t l chargeable sur le site Macromedia doit tre install sur l ordinateur Soit en la t l chargeant sur votre ordinateur et en lan ant l application autoex cuatable exe 60 http www physicsclassroom com Class refrn u14l4a1 gif 27 02 15 61 http www sciences univ nantes fr sites genevieve_tulloue optiqueGeo prisme prisme html 11 02 15 Ce site a t cr e par Genevi ve Tulloue en 2001 Nous lui avons adress un mail pour savoir si l on pouvait utiliser l animation pour notre projet sans avoir acc s Internet Elle ne nous a malheureusement pas encore r pondu Nous utiliserons donc cette animation tout en citant nos sources n anmoins une connexion Internet sera obligatoire 62 http www obs u bordeaux1 fr radio JMHure Docs Optique_mismi pdf 63 http www sciences univ nantes fr sites genevieve_tulloue optiqueGeo lentilles doublet html 11 02 15 64 http gwenaelm free fr Physique P hyschi m capes Doc Julien_Durero P3 20 20Principe Y20de 20l i
37. st d sormais en mesure de calculer le grossissement correspondant qui est de G a B 0 27 ce qui est proche de e Donc l objet l infini est grossi peu pr s 3 fois gr ce au syst me tudi Ces calculs ont t s r alis s dans les vraies conditions et le r sultat obtenu pour le grossissement tait de 3 2 63 Donc on peut dire que nous sommes assez proche du vrai r sultat Application avec le TNI l aide du TNI on peut trouver des animations qui mod lisent l image d un objet r el ou virtuel en montrant les constructions de chaque rayon On peut galement trouver des animations qui vont mod liser le fonctionnement d un t lescope 64 Les avantages sont de pouvoirs montrer pas pas le tracer des rayons mais surtout de faire varier la position des foyers sans avoir besoin de retracer chaque fois la figure De plus on peut ajouter des lentilles et visualiser alors des syst mes optiques Le cours est donc plus p dagogique et efficace 5 3 Diffraction La diffraction est un ph nom ne g n ralement tudi en TD l exp rience assez simple r aliser permet aux l ves de visualiser facilement le ph nom ne Cependant l utilisation de Prezi peut permettre d tudier le ph nom ne en cours La r alisation dans ce cas d un Prezi traitant de la diffraction disponible en annexe va servir d exemple pour d montrer les atouts de Prezi dans le cadre d un cours sur l optique Pour mettre en valeur les a
38. t le cas de tous les instruments d observation L image interm diaire A2B2 doit donc se situer dans le plan focal objet de la lentille L2 Figure 4 Repr sentation d un t lescope avec deux lentilles convergentes 63 Si on fait le bilan des deux affirmations ci dessus on en d duit que le point foyer image de L1 et le point foyer objet de L2 sont confondus Les rayons entrant et sortant du syst me sont parall les on parle d un syst me afocal Dans le syst me propos nous avons donc deux lentilles convergentes L1 et L2 de distances focales respectives f 1 O1F 1 30cm et f 2 O2F 2 10cm Remarquons galement que d f 1 f 2 40cm De plus on peut mesurer graphiquement sur l cran de l animation que A2B2 4cm Dans un premier temps nous allons calculer la valeur de a Sachant que le triangle O1F 1B2 est rectangle en F 1 on peut en d duire la relation suivante tan A2B2 01F 1 4 f 1 4 30 On obtient alors une valeur approch e de l angle a de 7 6 C D terminons la valeur du segment O2K en utilisant le th or me de Thal s Dim AE ega EE JEF 1E6 F7 e ee O1F ri 4x d f 1 16 3 20 e g Ze lNASb e9 ROUEN Maintenant calculons la valeur de l angle PB Sachant que le triangle F 2Ok est rectangle en O2 on peut en d duire la relation suivante 16 Befra tan B O2K O2F 2 16 30 On obtient alors une valeur approch e de l angle B de 28 1 C On e
39. te de sa r ponse http bouquins isabelle free fr dotclear public Optique 04 20Prisme pdf INSR Ss e ROUEN 7 3 1 Superpositions d ondes On parle d interf rence lorsque deux ou plusieurs mouvements vibratoires de m me nature et de m me fr quence lumineux sonores acoustiques lectroniques appel s ondes se superposent Prenons un exemple simple pour illustrer ce ph nom ne En 1 le point se trouve dans son tat initial c est dire qu aucune perturbation ne modifie sa position En 2 les deux perturbations se croisent au point celui ci est alors son niveau d l vation maximale Il s agit d interf rences constructives Ensuite le point RER TAND A i mi ATTA TAH Daf Li Ket ttecz LW n ANEA HEN mi a Illustration 22 Ph nom nes de superno sMon d ondes Be per SI LL lt retrouve son niveau initial et les deux perturbations se compensent Finalement les deux perturbations continuent leur trajet dans leur sens respectif Deux ondes vont cr er des interf rences si elles sont synchrones c est dire de m me fr quence et de d phasage constant Le d phasage entre les deux ondes permet de pr voir si elles vont interf rer de fa on constructive ou destructive Le d phasage est donn par la relation suivante AQ 2rrf T2 T1 o T1 est le retard de la premi re onde au point A en seconde T2 est le retard de la seconde onde au point
40. touts de l utilisation d un Prezi dans le cadre d un cours d optique nous avons r alis une courte pr sentation l aide de ce logiciel En d marrant la pr sentation on peut observer le plan de la pr sentation en trois parties d finition par une fente par un trou circulaire Ensuite la pr sentation nous emm ne sur une courte vid o d crivant le ph nom ne La vid o en anglais permet aux l ves de visualiser le comportement des ondes Une fois la vid o termin e le professeur peut montrer une image et un sch ma comme celui ci dessous pour expliquer la diffraction o0 AINSA e ROUEN Fente de largeur a M Lumi re incidente Tache centrale Ecran Une fois le montage expliqu aux l ves il suffit d acc der au point suivant de la pr sentation qui est une animation permettant de faire varier la taille de la t che en modifiant trois param tres D a et la longueur d onde de la lumi re incidente Apr s quelques manipulations des trois variables Nous pouvons avancer la slide suivante sur laquelle les calculs relatifs la taille de la tache centrale sont expos s Tout d abord le calcul de l cart angulaire de la moiti de la tache centrale vu depuis la fente Nous obtenons donc De ad ensuite gr ce l approximation des faibles angles nous pouvons dire que tan 0 0 or tan 0 57 5 ainsi o donc y 2D 2 D d Une fois les calculs termin s le professeur peut s
41. triangle ABC qui sera utilis e par la suite Seuls les rayons lumineux contenus dans un plan d incidence normal l ar te seront pris en consid ration Le prisme sera de plus plong dans lair Son indice relatif n sera sup rieur 1 b 1 re animation propos e aux l ves 59 Lumi re Blanche cloude Baudot CERESP Septembre 2006 Illustration 2 photo de la premi re application propos e Cette application est propos e par l Acad mie de Dijon et peut tre utilis e sans avoir acc s Internet Elle est t l chargeable et peut tre mise sur un ordinateur ou sur une cl USB Pour commencer un l ve peut aller au tableau pour essayer l animation 12 s e lbNAD e9 ROUEN Les questions suivantes sont pos es aux l ves Que peut on modifier sur cette animation On peut modifier sur cette animation e L angle d incidence du rayon lumineux e La nature de la lumi re blanche ou monochromatique s En lumi re monochromatique on peut choisir la longueur d onde du rayon incident e On peut modifier l indice du milieu Que nous d duisons nous de cette animation que permet elle de visualiser Cette animation permet donc de visualiser la d viation d un rayon lumineux Qualitativement e Deux types de sources lumineuses e Les sources monochromatiques qui mettent des ondes lumineuses caract ris es par une seule longueur d onde e Les sources polychromatiques lumi re blanche qui sont le
42. ut directement passer l exercice Les l ves sont souvent fascin s et attir s par ce tableau ils sont plus attentifs et heureux d tre a envoy s au tableau Avec le temps l attirance et la fascination diminuent notablement mais certains sont toujours envieux d aller crire et de manipuler L utilisation du tableau leur permet d apprendre en regardant faire et ils sont toujours capables de reproduire les manipulations informatiques On peut noter qu il est aussi possible e de pr parer l avance un document qui sera utilis aussi par le professeur en correction e d enregistrer pour reprendre ult rieurement un document ou des annotations e de mettre disposition un document ou des annotations Nous avons donc pu observer que le TBI apporte un nombre important d avantages au professeur et l l ve Les probl mes se posant lors de l acquisition d un TBI sont d abord le co t et ensuite le manque de formation de l enseignant quant l utilisation d un tel objet Le manque de formation entra ne une mauvaise utilisation de cet outil p dagogique On peut donc conclure que l acquisition d un TBI semble au premier abord une bonne id e mais que ce TBI peut s av rer vite inutile si l on ne peut explorer tout ce qu il a offrir Dans l id e d un cours d optique on a pu observer qu il est plus interactif de manipuler en direct pour expliquer les diff rents ph nom nes physique et g om triques que lorsqu un
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