Obligatoire DIFFRACTION DANS UN TÉLESCOPE

« Obligatoire DIFFRACTION DANS UN TÉLESCOPE Session 2019 BACCALAURÉAT SÉRIE S Épreuve de PHYSIQUE CHIMIE Évaluation des Compétences Expérimentales Sommaire I.

DESCRIPTIF DU SUJET DESTINÉ AUX EVALUATEURS ...........................................................................

2 II.

LISTE DE MATÉRIEL DESTINÉE AUX EVALUATEURS ET AUX PERSONNELS DE LABORATOIRE ....

3 1.

Obtention de la figure de diffraction modélisant celle d’un télescope (30 minutes conseillées) ...........

6 2. Adaptation de la situation au cas du télescope (20 minutes conseillées) .............................................

7 3. Synthèse des résultats (10 minutes conseillées) ..................................................................................

8 Page 1 sur 8 Obligatoire DIFFRACTION DANS UN TÉLESCOPE Session 2019 I.

DESCRIPTIF DU SUJET DESTINÉ AUX EVALUATEURS Dans ce sujet, le candidat doit : • mettre en place, à partir d’un schéma fourni, une expérience de diffraction de la lumière par une ouverture circulaire de manière à modéliser la diffraction par un télescope ; Tâches à réaliser par le • effectuer la mesure de la largeur d’une tache d’Airy à l’aide d’un logiciel de candidat traitement d’images ; • adapter le modèle au cas de l’observation d’une étoile double ; • enregistrer une synthèse de l’étude à l’aide d’un dispositif d’enregistrement de la voix (casque-micro). • Réaliser (RÉA) : coefficient 3 Compétences évaluées • S’approprier (APP) : coefficient 2 Coefficients respectifs • Communiquer (COM) : coefficient 1 Avant le début des épreuves • Tous les appareils doivent être connectés sur le secteur et les logiciels utilisés ouverts. • La salle doit être obscure. • Il faut prévoir une lampe individuelle peu puissante par poste. Préparation du poste de travail Prévoir aussi : • un fichier avec la figure de diffraction exploitable ; • une notice d’utilisation simplifiée du logiciel de traitement d’images ; • une notice d’utilisation de la webcam ; • si nécessaire, une notice d’utilisation du matériel d’enregistrement audio. Minutage conseillé • Lecture des documents puis réalisation du protocole expérimental (30 minutes). • Appropriation des documents et confrontation avec l’expérience (20 minutes). Déroulement de l’épreuve. • Synthèse des résultats (10 minutes). Gestion des différents Il est prévu trois appels obligatoires de la part du candidat appels. • Lors de l’appel 1, l’évaluateur vérifie le montage. • Lors de l’appel 2, l’évaluateur vérifie la prise de mesure. • Lors de l’appel 3, l’évaluateur vérifie les résultats et l’appropriation de la situation. Le reste du temps, l’évaluateur observe le candidat en continu. Les tableaux de valeurs fournis avec le sujet sont donnés à titre indicatif. Les fiches II et III sont à adapter en fonction du matériel utilisé par les candidats au Remarques cours de l’année. Les noms des répertoires utilisés pour l’enregistrement des documents par le candidat doivent être notés sur la fiche III. Page 2 sur 8 Obligatoire DIFFRACTION DANS UN TÉLESCOPE Session 2019 II.

LISTE DE MATÉRIEL DESTINÉE AUX EVALUATEURS ET AUX PERSONNELS DE LABORATOIRE La version modifiable de l’ÉNONCÉ DESTINÉ AU CANDIDAT jointe à la version .pdf vous permettra d’adapter le sujet à votre matériel.

Cette adaptation ne devra entraîner EN AUCUN CAS de modifications dans le déroulement de l’évaluation Paillasse candidats • une calculette type « collège » ou un ordinateur avec fonction « calculatrice » • un écran translucide sur lequel figure un segment étalon de longueur spécifiée (en cm) • une ouverture circulaire de diamètre a = 0,50 mm ou autre (valeur du diamètre connue au centième de millimètre près) : la valeur de diamètre a doit être inscrite sur le matériel ainsi que dans la liste du matériel mis à disposition de l’élève de la fiche III • une lampe de type lampe de bureau de faible puissance • un ordinateur • un logiciel de traitement d’images • un double-mètre ruban • une source laser (λ = 632,8 nm dans le cas du laser He-Ne) sur un support de hauteur réglable ; la valeur de λ est à adapter en fonction du matériel disponible et à inscrire dans la liste du matériel mis à disposition de l’élève de la fiche III • des lunettes de protection pour l’utilisation du laser • un support de hauteur réglable sur lequel est disposée l’ouverture circulaire • une caméra (webcam) disposée sur un support réglable et reliée à un ordinateur • un dispositif d’enregistrement de la voix (casque-micro) Documents mis à disposition des élèves • une notice simplifiée d’utilisation du logiciel de traitement d’images • une notice d’utilisation de la webcam • éventuellement, en fonction du dispositif d’enregistrement de la voix choisi, une notice d’utilisation associée Paillasse professeur Sur clé USB : le fichier numérique de la figure de diffraction obtenue au préalable par le professeur avec le matériel disponible. Aides diverses pour les professeurs • • • Pour une meilleure qualité de l’image acquise à l’aide de la webcam, on utilisera une lampe de bureau, ainsi la manipulation sera faite dans une salle partiellement obscure, ce qui rendra l’acquisition de l’image numérique plus facile. La webcam est placée à une distance de 7 cm derrière l’écran. La webcam étant assez proche, il faudra que le candidat centre bien la figure de diffraction à cause d’éventuelles déformations sur les bords de l’image. Page 3 sur 8 Obligatoire DIFFRACTION DANS UN TÉLESCOPE Session 2019 III.

ÉNONCÉ DESTINÉ AU CANDIDAT NOM : Prénom : Centre d’examen : n° d’inscription : Ce sujet comporte cinq feuilles individuelles sur lesquelles le candidat doit consigner ses réponses. Le candidat doit restituer ce document avant de sortir de la salle d'examen. Le candidat doit agir en autonomie et faire preuve d’initiative tout au long de l’épreuve. En cas de difficulté, le candidat peut solliciter l’examinateur afin de lui permettre de continuer la tâche. L’examinateur peut intervenir à tout moment, s’il le juge utile. L'utilisation d'une calculatrice ou d'un ordinateur autres que ceux fournis n'est pas autorisée. CONTEXTE DU SUJET L'observatoire austral européen (ESO) a commencé, le 26 mai 2017 dans le désert d'Atacama au Chili, la construction de l'European Extremely Large Telescope (E-ELT) qui sera le plus grand télescope optique au monde et permettra d'aider à mieux comprendre l'origine de l'Univers.

Ce télescope, dont la mise en service est prévue pour 2024, sera équipé d'un miroir principal de.... »