Les objectifs de connaissance : Les objectifs de savoir-faire : - Définir le pH d’une solution aqueuse ; - Définir un état d’équilibre ; - Définir un acide et une base selon la théorie de Brönsted ; - Définir et utiliser la constante d’acidité d’un couple acide-base ; - Définir le produit ionique de l’eau ; - Calculer le pH de quelques solutions aqueuses. - Réaliser un dosage ; - Déterminer l’équivalence d’un dosage. Thème : AGIR Domaine : Transmettre et stocker l’information Livre : Chapitre 21 Thème : AGIR Domaine : Transmettre et stocker l’information Livre : Chapitre 21

1. Chaine de transmission d’informations Définition : Une chaîne de transmission est l'ensemble des dispositifs permettant le transport d'une information. Elle comprend trois éléments essentiels : une source, un canal de transmission et un destinataire. A RETENIR : L’entrée et la sortie d’un canal de transmission sont constitués de deux dispositifs appelés « émetteur » et « récepteur » qui convertissent l’information à transmettre en un signal qui pourra être acheminé par le canal de transmission et inversement.

2. Les différents canaux de transmission Lorsqu’un signal émis par une source se propage vers un ou plusieurs destinataires via un canal de transmission, il peut le faire de deux manières différentes : par propagation libre ou propagation guidée Propagation libre On parle de propagation libre lorsque le signal peut se propager librement dans toutes les directions de l’espace qui lui sont offert Propagation guidée La propagation d’un signal est dite guidée lorsqu’il est contraint de se déplacer dans un espace limité.  Transmission guidée dans un câble : Lorsque l’information peut être transmise sous la forme d’un signal électrique, ce signal peut être guidé le long d’un conducteur électrique (câble coaxial (ci-après), par exemple).

 Transmission guidée par fibre optique : 3. Transmission d’un signal 3.1. Atténuation d’un signal Exercices : n°20 p554 & n°29 p557 (les 2  AP) Lorsque l’information peut être transmise sous la forme d’un signal lumineux, ce signal peut être guidé le long d’une fibre optique. La propagation de signaux peut s’accompagner de différentes perturbations, comme la distorsion du signal (modification de la fréquence pendant la transmission), l’apparition de « bruits » (signaux aléatoires qui se superposent au signal transmis) ou l’atténuation du signal.

Définitions : - On appelle atténuation d’un signal électrique, l’affaiblissement de l’amplitude du signal au cours de la transmission. Elle se note A et s’exprime en décibel (symbole : dB) : n appelle coefficient d’atténuation linéique d’un câble coaxial, l’atténuation par unité de longueur que subit un signal électrique dans ce câble. Il se note  et s’exprime en décibel par mètre (symbole : dB.m –1 ) : 3.2. Débit binaire Lors de la transmission d’un signal numérique, un paramètre important pour le caractériser est la quantité de données qu’il véhicule par unité de temps. On définit alors le débit binaire, qui correspond au nombre de bits transmis par seconde (c'est-à-dire le nombre de 0 ou de 1 transmis par unité de temps). Il s’exprime en bit par seconde (symbole : bit/s ou bps), bit rate (ou bitrate) en anglais).

Remarque : multiples et sous-multiples fréquemment utilisés - Le kilobit par seconde (kbit/s) : 10 3 bit/s ; - Le mégabit par seconde (Mbit/s) : 10 6 bit/s ; - Le gigabit par seconde (Gbit/s) : 10 9 bit/s ; - Le térabit par seconde (Tbit/s) : bit/s. 4. Stockage optique 4.1. Constitution d’un disque optique Exercice : n°22 p555

Le CD (Compact Disc) est un disque optique permettant de stocker des informations numériques. Les données sont inscrites sur une piste en spirale, partant du centre vers l'extérieur du disque. Le disque est composé de quatre couches : 1 une couche en polymère servant de support aux informations imprimées 2 une couche de laque acrylique anti-UV créant un film protecteur pour les données 3 une fine pellicule métallique (alu, or ou argent) constituant la couche réfléchissante 4 un substrat en matière plastique (polycarbonate) pourvu de bosses obtenues par pressage Rappel : La piste d’un CD est une succession de creux (pits) et de plats (lands). Chaque creux a une profondeur de 0,12 µm et une largeur de 0,6 µm. La taille d'un bit sur le CD est normalisée, sa taille est de 0,278 µm.

Les deux états possibles (1 ou 0) sont : - Le 1 qui correspond à une transition entre un creux et un plat ; - Le 0 qui correspond à une zone sans discontinuité : un creux ou un plat. Le laser utilisé pour la lecture des données sur CD a une longueur d'onde standard de 780 nm, c'est à dire dans l'infrarouge proche. Le faisceau émis par le laser va être réfléchi par une lame semi-réfléchissante en direction du CD. Une lentille permet de focaliser le faisceau afin de lire avec précision les données. Le signal est ensuite réfléchi par le CD, traverse la lame et arrive sur le récepteur (photodiode) qui mesure la quantité de lumière reçue Lecture des données d’un disque optique (  exercice de bac sur le Blu-ray)

La profondeur d'un creux a été choisie pour correspondre à un quart de la longueur d'onde du rayonnement laser. Comme le faisceau laser fait un aller/retour, le décalage entre un creux et un plat correspondra donc à une différence de marche d’une demi-longueur d'onde. Cela va représenter un déphasage du signal d'une demi-période.  L'interférence entre le signal venant d'un creux et celui venant d'un plat va être destructive, la photodiode recevra donc un signal très faible. /4 Signal initial Signal déphasé d'une demi-période Sur un plat Sur un creux Signal reçu par la photodiode Faisceau laser

/4 Sur un plat Sur un plat Signal initial Signal identique Signal reçu par la photodiode Faisceau laser Lorsque le laser va se réfléchir sur un plat ou dans un creux, les signaux seront « en phase », les interférences seront constructives et le signal reçu par la photodiode sera maximal. On comprend pourquoi les valeurs binaires (0 et 1) correspondent respectivement à une continuité entre deux plats ou deux creux (0) et à un front entre un plat et un creux (1). Exercice : n°19 p554

4.3. Lecture des données d’un disque optique  f D d Lentille Faisceaulaser Disque La quantité de données numériques qu’on peut inscrire sur un disque dépend principalement de la taille du spot. À cause des phénomènes de diffraction, ce spot n’est jamais un point mais est caractérisé par son diamètre d. D = diamètre du faisceau laser incident d = diamètre du spot sur le disque f = distance focale de la lentille convergente  = angle du cône lumineux émergent de la lentille On définit l'ouverture numérique (Numerical Aperture) par : On définit alors le diamètre du spot par :

4.4. Du CD au Blu-ray Si l'on souhaite augmenter la densité de données sur un disque, il faut tenir compte du phénomène de diffraction. Car le spot n’est pas ponctuel mais a la forme d'un disque de diamètre d (cf. § 4.3). Ainsi, pour augmenter la densité des informations sur le disque, il faut diminuer la taille du spot : - en diminuant la longueur d’onde du laser ; - e- en augmentant l’ouverture numérique de la lentille, c’est-à-dire en diminuant sa distance focale.

Comparaison des trois principaux supports de stockage optique Exercice : n°23 p555