Optique Géométrique Optique Physique.pdf - OER@AVU

COMMISSION PHYSIQUE FRANCOPHONE
Consultant : Pr. Sémou DIOUF
Expert : HERIMANDA A. RAMILISON
I. INTRODUCTION 1. Titre du Module OPTIQUE GEOMETRIQUE et OPTIQUE PHYSIQUE
Image:1290254 et 1642134 2. Cours d'introduction ou connaissances de base requises Pour suivre ce module l'apprenant doit maîtriser les notions suivantes :
les équations trigonométriques, la résolution d'équations du premier degré
à une inconnue, les notions d'image dans un miroir,
Le principe fondamental de la dynamique (expressions vectorielles de forces
usuelles, projection sur les axes du repère d'espace).
Les théorèmes généraux (de l'énergie cinétique, du moment cinétique).
Les définitions des énergies suivantes : cinétique, potentielle,
emmagasinée dans un condensateur, dans une bobine, mécanique ou électrique.
La loi d'Ohm (étude d'oscillateurs électriques).
La loi des mailles à un circuit électrique.
La différence de potentiel aux bornes d'une bobine, d'une résistance et
d'un condensateur.
Résolution d'équations différentielles du second ordre, linéaires, à
coefficients constants, avec ou sans second membre,
Mouvements sinusoïdaux ;
La représentation complexe d'une grandeur sinusoïdale fonction du temps.
Les vecteurs de Fresnel.
Les équations aux dérivées partielles. 3. Volume horaire Unité 1 Optique géométrique : 50 heures
Unité 2 Oscillations : 15 heures
Unité 3 Les ondes : 15 heures
Unité 4 Les ondes sonores : 10 heures
Unité 5 Interférences lumineuses: 30 heures 4. Matériel didactique Ordinateur avec lecteur CD, CD-ROM, vidéo projecteur, télévision, accès
Internet, logiciels de traitement de texte, Excel, Powerpoint...
Image: 244069
5. Justification du module Ce module s'insère dans un programme de formation d'enseignants
Il permettra aux apprenants de
comprendre ce qu'ils voient (arc en ciel, mirage...),
savoir comment améliorer la vision (lunettes de correction, loupe,
microscope, télescope...) .
avoir des notions sur les mouvements vibratoires ou oscillatoires qui se
ramènent à un même concept : les ondes. Ce module explique l'impossibilité
d'obtenir un rayon de lumière très fin en diminuant le diamètre du trou de
sortie.
Image:1030570 II. CONTENU 6. Aperçu général
Image1642145 Dans ce module, il s'agira de traiter la marche de la lumière sur une
surface réfléchissante dans un même milieu ou traversant l'interface entre
deux milieux différents. La construction d'images obtenues à partir de
systèmes optiques.
Les différentes catégories de lentilles y seront traitées. La présentation
de certains systèmes optiques : l?il, loupe, microscope, télescope,
appareil photo, et leur fonctionnement par le calcul de distances focales,
du grandissement et de la vergence sont abordés dans ce module. Le module
explique la compréhension et la correction des défauts de la vue :
presbytie, myopie.
Il s'agira ensuite de faire comprendre les concepts essentiels associés aux
ondes et les relations qu'ils entretiennent. Le changement du son émis par
les sirènes lorsqu'elles se déplacent sera expliqué. La notion de phase va
nous permettre de comprendre que la superposition de deux phénomènes
apparemment identique conduit au phénomène d'interférence ou de
diffraction.
Image :1059403 Ce module traite de:
La réflexion, la réfraction,
La polarisation, la loi de Brewster,
Les miroirs plans, les miroirs sphériques,
Les surfaces sphériques de réfraction,
Les lentilles minces,
Les instruments d'optiques.
Les oscillateurs harmoniques.
Les ondes stationnaires et la résonance
L'effet Doppler
Le battement
Le principe de superposition
Les interférences lumineuses et la diffraction
Représentation graphique 7. Objectifs Généraux L'apprenant doit être capable de : Objectifs de connaissance - Connaître les lois de Descartes,
- Connaître la loi de Brewster,
Objectifs de méthode Savoir faire théorique
- Comprendre la polarisation,
- Comprendre le fonctionnement des systèmes optiques,
- Comprendre les mouvements oscillatoires ;
- Comprendre les éléments caractéristiques des ondes ;
- Comprendre la superposition des ondes ;
- Comprendre l'élaboration d'une question courte ; Savoir faire pratique ou expérimental
- Faire en groupe une expérience sur la réflexion en se servant d'un
miroir du papier et d'aiguilles;
- Chercher l' image d'un objet reel avec une lentille convergente ;
- Discuter en chat avec ses collègues Image: 1602854 8. Objectifs Spécifiques d'apprentissage ( Objectifs d'apprentissage) |Unité d'apprentissage |Objectifs spécifiques |
| |Objectifs spécifiques de connaissance : |
| |Enoncer les lois de Descartes ; |
| |Rappeler la définition d'une lentille |
| |mince ; |
| |Rappeler les composants optiques d'un |
|Unité 1 Optique |microscope ; |
|géométrique |Objectifs spécifiques de savoir-faire |
| |théorique : |
| |Appliquer les lois de Descartes ; |
| |Appliquer l'approximation de Gauss ; |
| |Calculer la distance focale d'un miroir |
| |sphérique, |
| |Calculer la distance focale d'une lentille |
| |mince ; |
| |Calculer la vergence ; |
| |Calculer le grandissement ; |
| |Calculer les caractéristiques d'un verre |
| |pour corriger un ?il myope ; |
| |Objectifs spécifiques de savoir-faire |
| |pratique |
| |Réaliser en groupe l'expérience de la |
| |réflexion à l'aide de papier, d'aiguilles |
| |et d'un miroir ; |
| |Déterminer expérimentalement l'image d'un |
| |objet à travers une lentille mince ; |
| |Construire l'image d'un objet par |
| |combinaison de plusieurs lentilles minces |
| |Construire l'image pour un oeil presbyte; |
|Unité 2 Oscillations. |Objectifs spécifiques de connaissance : |
| |Rappeler les définitions des |
| |caractéristiques d'un mouvement |
| |oscillatoire ; |
| |Objectifs spécifiques de savoir-faire : |
| |Déterminer les éléments caractéristiques |
| |d'un mouvement oscillatoire ; |
| |Appliquer les équations relatives aux |
| |oscillations ; |
| |Objectifs spécifiques de connaissance : |
| |Rappeler les définitions des |
|Unité 3 Ondes et Ondes |caractéristiques d'une onde ; |
|sonores | |
| |Rappeler les équations des ondes sonores ; |
| | |
| |Objectifs spécifiques de savoir-faire : |
| |Identifier les différents types d'onde ; |
| |Expliquer la transmission d'énergie ; |
| |Appliquer l'équation des ondes au son ; |
| |Expliquer la nature de l'échelle de |
| |décibels; |
| |Décrire les ondes sonores émises par une |
| |source ponctuelle |
| |Expliquer les effets du mouvement relatif |
| |entre les sources de son |
| |Objectifs spécifiques de connaissance : |
| |Rappeler les conditions de réalisation |
| |d'une interférence |
|Unité 4. Interférences |Objectifs spécifiques de savoir-faire : |
|lumineuses |Identifier les interférences par division |
| |de front d'ondes ; |
| |Identifier les interférences par division |
| |d'amplitudes ; |
| |Expliquer les effets de superposition ; |
| |Expliquer la diffraction. |
|Objectif optionnel à |Construire une question courte |
|caractère pédagogique | |
|Intégration des TIC |Communiquer via le Net | III. ACTIVITES D'ENSEIGNEMENT ET D'APPRENTISSAGE 9. Evaluation préliminaire / initiale
Image: 690138 Titre de l'évaluation préliminaire : Optique géométrique et optique
physique
Justification : Il s'agit de chercher à savoir ce que l'apprenant connaît
déjà sur l'optique et les ondes. QUESTIONS 1. On dit qu'une image d'un miroir d'un point A est le point A', observable
par tout observateur O si tous les rayons réfléchis par le miroir M issus
de A semblent provenir de ce point A'.
a. Vrai
b. faux. 2. Une lentille est un système centré formé par un
milieu ...........homogène et ...........limité par deux surfaces
............. de