ENSEIGNER
samedi 23 septembre 2017
icar Vesion anglaise

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

Activité 3: Relation de conjugaison

 

On généralise à toutes les lentilles minces convergentes la relation entre et (appelée relation de conjugaison) établie au laboratoire pour deux lentilles. On introduit la notion de grandissement.

Nous venons de montrer comment prévoir ou interpréter par une construction la position et la taille de l’image La relation de conjugaison et le grandissement permettent de le faire par des calculs. Les deux méthodes ont leurs avantages.


Préparation: Relation de conjugaison

Déroulement

Il s’agit d’exploiter les mesures, les graphes tracés lors de la partie 3 et les constructions introduites ci-dessus.

La distance focale est obtenue graphiquement et par construction. La valeur trouvée, si on l’exprime en m, correspond à l’inverse de la valeur figurant sur la monture de la lentille. Le professeur définit la vergence C = 1/f’ de la lentille.

Cela permet d’écrire l’équation du graphe puis sous sa forme plus habituelle .

Les schémas de construction d’une image permettent de montrer que le grandissement défini par g = peut se calculer par .

Les activités 1, 2 et 3 sont à réaliser à la suite les unes des autres : prévoir une durée de deux heures. On reprend les courbes tracées à la maison. Un grand nombre d’exercices avec construction est nécessaire.

Savoir: Relation de conjugaison

Les commentaires des programmes officiels invitent les enseignants à profiter de l’introduction de la relation de conjugaison pour « travailler sur les outils mathématiques souvent mal acquis par les élèves : inverses, valeurs algébriques, repérages sur un axe ».

Comportement des élèves: Relation de conjugaison

Une des difficultés des élèves est d’ordre mathématique avec l’algébrisation des grandeurs et l’utilisation des inverses. Les élèves ne pensent pas toujours à algébriser les distances. De façon plus générale, la principale difficulté des élèves réside dans le fait qu’ils ont à travailler selon plusieurs registres et qu’ils doivent sans cesse passer de l’un à l’autre. En effet, pour chaque situation qu’ils auront désormais à étudier (en particulier en enseignement de spécialité), ils pourront disposer des registres suivants :

- les valeurs des distances pertinentes (tableau de mesures);

- le schéma de la situation expérimentale avec la construction de la marche des rayons de lumière ;

- la relation de conjugaison (sous sa forme littérale et sous sa forme graphique) et la définition du grandissement ;

C’est en mettant en relation ces différents registres que l’élève donnera le sens que attendu à ce qu’il fait et à ce qu’il apprend. Il doit également mettre en relation ces différents registres avec l’expérience (monde des objets et des événements) et sa modélisation (monde des théories et des modèles). Les registres facilitent finalement l’interprétation de l’expérience à l’aide du modèle.