ENSEIGNER
samedi 23 septembre 2017
icar Vesion anglaise

THEME: Optique 1S
  -  Première (Première (prog. 2011))  -  Physique

Activité 2: Vision d'un objet: observation d'un objet étendu

 

1. Prévision préliminaire

Qu’allez-vous voir lorsque vous placerez votre œil successivement derrière chacun des trous T1, T2…T5, la boîte étant dirigée vers une lampe du plafond ? Après discussion avec votre binôme, inscrivez votre prévision dans le tableau ci-dessous.

Prévisions

A travers T1

A travers T2

A travers T3

A travers T4

A travers T5

2. Réalisation des expériences

Faites l’expérience en plaçant votre œil successivement derrière chacun des trous et représentez ce que vous voyez dans le tableau ci-dessous.

Observations

A travers T1

A travers T2

A travers T3

A travers T4

A travers T5

3. Réflexion

a) Expliquez ci-dessous (si besoin à l’aide d’un schéma) les résultats observés en 2 ; une partie de l’explication utilise le texte du modèle qui vous a été donné. Précisez les alinéas du modèle auxquels vous vous référez plus particulièrement pour cette situation.

b) Vos prévisions concordaient-elles avec ce que vous avez observé ? Si votre réponse est non, qu’est-ce qui d’après vous explique cette différence ?


But: Vision d'un objet: observation d'un objet étendu

Cette activité a pour but :

  • d’interpréter le fait que l’on ne puisse parfois voir un objet en entier ;
  • de montrer une première fois l’intérêt et la nécessité de décomposer un objet étendu en une infinité de points sources émettant chacun de la lumière. Cette décomposition sera de nouveau effectuée lors de l’interprétation de la formation des images par les lentilles.

Préparation: Vision d'un objet: observation d'un objet étendu

Matériel

On reprend à peu près le même dispositif qu’à l’expérience précédente, à ceci près que la DEL (qui servait d’objet ponctuel) est remplacée par un objet étendu. Nous avons utilisé un rectangle de papier calque sur lequel nous avons dessiné ce qui fera office d’objet. Il est préférable que le dessin soit réalisé en clair sur fond noir. Ce papier calque est placé contre l’ouverture pratiquée dans le bord gauche de la boîte. Il suffit de diriger la boîte vers une lampe du plafond ou vers une fenêtre. L’élève doit alors pouvoir facilement représenter la partie de l’objet qu’il voit à travers chacun des trous. Nous utilisons une expérimentation de Wanda Kaminski (Kaminski, W, 1991, Optique élémentaire en classe de quatrième : raisons et impacts sur les maîtres d’une maquette d’enseignement. Thèse, Université Paris VII).

Préparation: Vision d'un objet: observation d'un objet étendu

Déroulement

Un schéma du dispositif sur transparent facilite la conduite de l’activité.

On demande aux élèves le même type de travail que dans l’expérience précédente : prévoir et écrire ce qu’ils verront à travers chaque trou, vérifier par l’expérience, expliquer (au besoin par un schéma) ce qu’ils observent en se référant au modèle et expliquer éventuellement l’écart entre prédiction et observation.

L’institutionnalisation se fait par la distribution des alinéas 7 et 8 du modèle.

Savoir: Vision d'un objet: observation d'un objet étendu

L’interprétation du fait qu’un objet n’est vu qu’en partie (parce que des objets opaques le masquent par exemple) passe par la décomposition de cet objet en une infinité de points sources émettant indépendamment de la lumière. Un point ne sera visible que si la lumière qu’il émet entre dans l’œil de l’observateur.

Corrigé: Vision d'un objet: observation d'un objet étendu

Les élèves doivent prévoir que lorsqu’ils observent l’objet étendu, ils ne pourront voir que la partie de l’objet délimitée par la dimension de chacun des trous à travers lesquels ils observent (voir la rubrique « informations sur la préparation de la séance » ci-dessus). Pour répondre, on utilise plus particulièrement les alinéas 3 et 5 (modélisation des flux de lumière) et 4 (pour ce qui concerne la propagation rectiligne).

Les alinéas suivant viennent compléter le modèle introduit dans la partie 1:

7. Un objet est vu quand un flux de lumière va de cet objet à notre œil.

8. Un objet assez étendu est modélisé comme une juxtaposition de points-objets. Chaque point-objet est la source d’un faisceau de rayons.