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A.1-5 Ondes Cours prévu en début de 2° année. Lecture du référentiel A-1.5 Ondes 1234 Ondes progressives : quelques exemples dondes et leurs caractéristiques.

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1 A.1-5 Ondes Cours prévu en début de 2° année

2 Lecture du référentiel A-1.5 Ondes 1234 Ondes progressives : quelques exemples dondes et leurs caractéristiques : lois de la réflexion et de la réfraction Notions doptique ondulatoire et géométrique (miroir plan, lentilles minces et fibre optique) Description des principes physiques mis en jeu dans quelques sources lumineuses : sources à incandescence et sources à décharge. Grandeurs photométriques démission : flux énergétique, flux lumineux et éclairement Perturbations électromagnétiques par conduction, par induction, par effet capacitif, par rayonnement : causes, effets, remèdes. Repère pour la formation On donnera les notions nécessaires à la compréhension et à la mise en œuvre de la fibre optique et de certains capteurs Les principes physiques et les définitions des grandeurs photométriques seront introduites expérimentalement Traité en cours de SA On présentera les perturbations électromagnétiques BF et HF ainsi que les principaux modes de couplage et qq règles de câblage permettant de se prémunir de ces perturbations Traité en essais de systèmes

3 Partie de cours (6h) Niveau 2 : Niveau de lexpression. Maîtrise dun savoir relatif à lexpression orale et écrite en utilisant le langage de la discipline. On donnera les notions nécessaires à la compréhension et à la mise en œuvre de la fibre optique et de certains capteurs A-1.5 Ondes 1234 Ondes progressives : quelques exemples dondes et leurs caractéristiques : lois de la réflexion et de la réfraction Notions doptique ondulatoire et géométrique (miroir plan, lentilles minces et fibre optique)

4 Objectifs A partir de : Une expérience simple La documentation technique mise à disposition Différents capteurs associés aux systèmes Létudiant devra être capable de : Appliquer les lois de la réflexion et de la réfraction Décrire les principaux constituants et le principe physique mis en jeu dans certains capteurs et dans la fibre optique Modéliser un objectif de caméra et exploiter ce modèle

5 Déroulement A : détecteur de couleur B : détecteur photoélectrique C : détecteur à ultrasons D : système de vision E : fibre optique Groupe 1 Groupe 2 Groupe x 1° séance (2h)2° séance (2h) => Rédaction dun document de synthèse (corrigé et noté) Rédaction dun document par capteur (corrigé) 3° séance (2h) Reprise avec la classe des points pas ou mal abordés. Compléments éventuels. Évaluation Personnelle. (1h)

6 Compétences transversales C01 : Analyser un dossier C03 : Analyser une solution technique C04 : Rédiger un document de synthèse C16 : Élaborer un support de formation C28 : Communiquer de façon adaptée à la situation

7 Savoirs Définition du vocabulaire associé : Aux ondes Aux lois de la réflexion et de la réfraction Aux lentilles minces À la fibre optique Appliquer les lois de la réflexion et de la réfraction sur des exemples simples Construire géométriquement limage dun objet à travers une lentille mince convergente Construire géométriquement le trajet dun rayon lumineux dans une fibre optique à saut dindice. et Savoirs Faire

8 Documents à disposition des étudiants Le catalogue sensor technology de Siemens Le cahier technique n°209 de Schneider Electric relatif à lacquisition de données Le fichier Excel Descartes Le fichier Excel focométrie Des rapports de thèmes sur les maquettes où sont présents les capteurs

9 Comment est réalisée la détection de couleur ? Lexpérience : Le vocabulaire à définir : Le capteur : Les lois physiques : Les références du capteur sur la maquette : Lumière Spectre lumineux Lumière blanche Couleur Longueur donde Principe Constitution Réglage possible Réflexion Réfraction Siemens BERO 3RG CA00

10 Expériences sur les couleurs.

11 Comment fonctionne un détecteur à ultrason ? Lexpérience : Le vocabulaire à définir : Le capteur : Les lois physiques : Les références du capteur sur la maquette : Son, ultrason onde célérité Longueur donde Principe Constitution Réglages possibles Applications Réflexion Calcul de la distance dun objet en fonction du temps du trajet Siemens Sonar-BERO 3RG6112-3GF00

12 Comment fonctionne un détecteur photoélectrique ? Les expériences : Le vocabulaire à définir : Le capteur : Les lois physiques : Les références du capteur sur la maquette : Rayons incident, réfléchi Angles dincidence, de réflexion Lentille mince convergente Foyer Principe Constitution Différents types de détecteurs Applications Réflexion Lentille mince convergente (rendre un faisceau parallèle focaliser un faisceau vers le détecteur) Siemens Opto-BERO 3RG7211-3DK00 Réflecteur type D84

13 Rayon incident I Rayon réfléchi incidence Rayon incident I Rayon réfléchi réflexion incidence

14 Extrait CT 209

15 Comment obtenir limage dun objet ? Les expériences : Le vocabulaire à définir : Le capteur : Les lois physiques : Les références du capteur sur la maquette : Objet, image Lentille mince convergente Foyers Axe optique Focale Principe Constitution Applications Lentilles minces Construction géométrique de limage Caméra siemens simatics 721 CMOS (réf 3GF1721-0AA) à éclairage annulaire Mise au point de limage dune image avec un projecteur de diapositive. Construction géométrique de limage

16 F F a) Recherche de la distance focale F F b) Rayon incident parallèle à laxe optique F F c) Rayon incident qui passe par le foyer objet F F d) Rayon incident qui passe par le centre optique de la lentille Lien vers le fichier focométrie

17 Comment déporter la détection par rapport au capteur ? Lexpérience : Le vocabulaire à définir : La fibre optique : Les lois physiques : Capteurs avec fibres optiques Réfraction Angle dincidence, de réfraction Indice de réfraction Réflexion totale Principe Constitution Réfraction Réflexion totale Construction du trajet lumineux dans une fibre à saut dindice Détecteur de couleur, …

18 Extrait CT 209 Lien vers le fichier Descartes I inc rélexion réfraction I inc rélexion réfraction I inc rélexion Réflexion totale

19 Séance 2 : document de synthèse Expliquez brièvement la constitution, le principe de fonctionnement et le rôle de chaque capteur Rédaction dun document de synthèse : Définissez le vocabulaire suivant : spectre lumineux, longueur donde célérité (donnez des valeurs numériques), indice de réfraction Présentez à travers des schémas légendés : Les lois de la réflexion et de la réfraction La modélisation dun objectif de caméra et le principe de construction géométrique de limage dun objet. Le principe de propagation de la lumière dans une fibre optique à saut dindice

20 Séance 3 : remédiation et évaluation Reprise des points pas ou mal abordés avec la classe. Évaluation (1h). Doc word.


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