BEP - Contrôle en cours de formation

GRILLE NATIONALE D’ÉVALUATION

EN MATHÉMATIQUES ET

EN SCIENCES PHYSIQUES ET CHIMIQUES

Nom :

Prénom :

Établissement :

Etienne Jules MAREY

Ville : BEAUNE

Évaluation certificative :

❏ Baccalauréat professionnel BEP ❏ CAP

❏ Évaluation formative

Spécialité :

Épreuve : Sciences physiques.

Coefficient :

Séquence[footnoteRef:1] n °1 [1: Chaque séquence propose la résolution de problèmes issus du domaine professionnel ou de la vie courante. En mathématiques, elle comporte un ou deux exercices ; la résolution de l’un d’eux nécessite la mise en œuvre de capacités expérimentales.]

Date : …… / …… / ……

Note :…… / 10

Thématique/thème : SL1 - Comment dévier la lumière ?

Professeur responsable :

Durée : 45 min

Liste des capacités, connaissances et attitudes évaluées 

Capacités

Déterminer expérimentalement l’angle limite de réfraction et vérifier expérimentalement la réflexion totale.

Connaissances

Connaitre les lois de la réflexion et de la réfraction.

Savoir que la réfringence d’un milieu est liée a la valeur de son indice de réfraction.

Connaitre les conditions d’existence de l’angle limite de réfraction et du phénomène de réflexion totale.

Attitudes

Rigueur et précision

Esprit critique

Argumentation

Sens de l’observation

Évaluation[footnoteRef:2] [2: Des appels permettent de s’assurer de la compréhension du problème et d’évaluer le degré de maîtrise de capacités expérimentales et la communication orale. Il y en a au maximum 2 en mathématiques et 3 en sciences physiques et chimiques.En mathématiques : L’évaluation des capacités expérimentales – émettre une conjecture, expérimenter, simuler, contrôler la vraisemblance d’une conjecture – se fait à travers la réalisation de tâches nécessitant l’utilisation des TIC (logiciel avec ordinateur ou calculatrice). Si cette évaluation est réalisée en seconde, première ou terminale professionnelle, 3 points sur 10 y sont consacrés.En sciences physiques et chimiques : L’évaluation porte nécessairement sur des capacités expérimentales. 3 points sur 10 sont consacrés aux questions faisant appel à la compétence « Communiquer ».]

Compétences[footnoteRef:3] [3: L’ordre de présentation ne correspond pas à un ordre de mobilisation des compétences. La compétence « Être autonome, Faire preuve d’initiative » est prise en compte au travers de l’ensemble des travaux réalisés. Les appels sont des moments privilégiés pour en apprécier le degré d’acquisition.]

Capacités

Questions

Appréciation du niveau d’acquisition[footnoteRef:4] [4: Le professeur peut utiliser toute forme d’annotation lui permettant d’évaluer l’élève (le candidat) par compétences.]

S’approprier

Rechercher, extraire et organiser l’information.

1.1

--

-

+

++

Analyser

Raisonner

Émettre une conjecture, une hypothèse.

Proposer une méthode de résolution, un protocole expérimental.

1.2-1.3-1.4-3.2

--

-

+

++

Réaliser

Choisir une méthode de résolution, un protocole expérimental.

Exécuter une méthode de résolution, expérimenter, simuler.

2.1-2.2-2.3-2.4-2.5-2.7-2.8-3.1-3.3-3.4

--

-

+

++

Valider

Contrôler la vraisemblance d’une conjecture, d’une hypothèse.

Critiquer un résultat, argumenter.

1.2-1.3

--

-

+

++

Communiquer

Rendre compte d’une démarche, d’un résultat, à l’oral ou à l’écrit.

1.4-2.1-2.3-2.4-2.6-2.8-2.9-4

--

-

+

++

/ 10

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GRILLE NATIONALE D’ÉVALUATION

EN MATHÉMATIQUES ET

EN SCIENCES PHYSIQUES ET CHIMIQUES

Nom :

Prénom :

Établissement :

Etienne Jules MAREY

Ville : BEAUNE

Évaluation certificative :

❏ Baccalauréat professionnel BEP ❏ CAP

❏ Évaluation formative

Spécialité :

Épreuve : Sciences physiques.

Coefficient :

Séquence n °1

Date : …… / …… / ……

Note :…… / 10

Thématique/thème : SL1 - Comment dévier la lumière ?

Professeur responsable : M.VIROT

Durée : 45 min

La clarté des raisonnements et la qualité de la rédaction interviendront dans l'appréciation des copies.

L'emploi des calculatrices est autorisé, dans les conditions prévues par la réglementation en vigueur.

Dans la suite du document, ce symbole signifie "Appeler l'examinateur".

  Dans la suite du document, ce symbole signifie "Conseils et recommandations".

Comment fonctionne un détecteur de pluie sur un pare-brise de voiture ?

De nombreuses automobiles sont maintenant équipées d’un détecteur de pluie. Il est situé sur la partie supérieure du pare-brise de la voiture et commande la mise en route automatique des essuie-glaces.

Placée à l'intérieur du véhicule, une diode électroluminescente émet un rayon lumineux qui vient frapper la face externe du pare-brise sous un angle d'incidence i de 45°.

Une photodiode récupère alors la lumière réfléchie.

Modèle de détecteur de pluie

Schéma du détecteur de pluie

1 : Diode électroluminescente

2 : Photodiode (détecteur de luminosité)

3 : Pare brise de la voiture en verre

1. Analyse de la situation

1.1. Indiquer sur le schéma, à l’aide de flèches, le sens de propagation du rayon lumineux à l’intérieur du détecteur de pluie.

1.2. Préciser, à l’aide du schéma, s’il y a réfraction de la lumière à la face externe du pare-brise sans présence d’eau à sa surface. Justifier la réponse.

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1.3. Préciser, à l’aide du schéma, s’il y a réfraction de la lumière à la face externe du pare-brise en présence d’eau à sa surface. Justifier la réponse.

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Verre

1.4. Émettre une hypothèse sur le fonctionnement d'un détecteur de pluie.

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2. Étude du principe de fonctionnement du détecteur de pluie en l'absence de pluie

2.1. Proposer une expérimentation qui permettrait d'étudier l'angle de réfraction i2 en fonction de l'angle d'incidence i1 d'un rayon lumineux traversant un matériau transparent (verre).

Liste de matériel :

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  : Vous pouvez vous inspirer de l'une des deux expériences décrites ci-dessous

Demi-cylindre

en verre

Demi-cylindre

en verre

Appel n° 1 : Appeler l’examinateur afin d'expliquer oralement votre expérimentation.

2.2. Pour chacune des valeurs de l’angle d’incidence i1 indiquée dans le tableau ci-dessous, effectuer la mesure de l’angle de réfraction i2 puis compléter la deuxième ligne du tableau.

i1 (°)

10°

15 °

25 °

35 °

40°

i2 (°)

sin i1

0,174

0,259

0,423

0,574

0,643

sin i2

2.3. Calculer sin i2 pour chaque valeur de i2 (arrondir au millième).

2.4. Calculer les rapports (arrondir au centième).

2.5. On estime que la moyenne des rapports correspond à l’indice du verre.

En déduire la valeur de l'indice du verre.

nverre = ……...

2.6. Que se passe-t-il si l'on continue à augmenter la valeur de l'angle d'incidence i1

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iL

i1

i2

i1

i1’

Angle limite

2.7. Déterminer expérimentalement la valeur iL de l’angle limite de réfraction pour laquelle l'angle de réfraction i2 = 90°.

iL = ..........°

2.8. Comparer votre valeur avec la valeur théorique définie par la relation sin iL =

Données : nair = 1,00 et nverre = 1,51

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2.9. Conclusion : Justifier pourquoi, lorsque le pare-brise est sec, le détecteur provoque le blocage des essuie-glaces si l’angle d’incidence du rayon lumineux émis par la diode électroluminescente est égal à un angle de 45°.

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3. Étude du principe de fonctionnement du détecteur de pluie en présence de pluie

3.1. Réaliser un montage comme ci-contre. La source lumineuse est positionnée pour que le rayon incident soit en réflexion totale à la limite d’une réfraction possible.

λ = 45°

Déposer une goutte d’eau au centre du plan horizontal du demi-cylindre, là où se produit la réflexion.

Appel n° 2 : Appeler l’examinateur pour faire vérifier votre montage expérimental.

3.2. Décrire ce qui se passe au moment du dépôt de la goutte d’eau.

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3.3. Sachant que la diode électroluminescente émet un rayon lumineux qui vient frapper la face externe du pare-brise sous un angle d'incidence i de 45°, calculer en utilisant la loi de Descartes l’angle de réfraction i2 lorsque le pare-brise est mouillé.

Loi de Descartes : n1 × sin i1 = n2 × sin i2

Données : nverre = 1,51 et neau = 1,33

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3.4. Compléter le schéma ci-dessous en traçant le rayon réfléchi et le rayon réfracté.

4. Conclusion : Justifier pourquoi, lorsque le pare-brise est humide, le détecteur provoque le déclenchement des essuie-glaces si l’angle d’incidence du rayon lumineux émis par la diode électroluminescente est égal à un angle de 45°.

Données : Lorsque la lumière passe du verre à l’eau, l’angle limite de réfraction iL est égal à 62°

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Document candidat Page 5