Dimanche 21 octobre 2007
publié dans :
i-e3-b: Cahier de texte TPIL 2
je viens d'inscrire la correction dans le texte du dernier article
bonne soirée JMB
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Ce site est destiné aux étudiants de BTS MAI ( Mécanique et Automatismes Industriels)
à ceux du BTS TPIL ( Techniques Physiques pour l'Industrie et le Laboratoire)
et aux élèves de STI Génie Mécanique.
Ce site contient aussi des rubriques destinées aux étudiants de la Licence Professionnelle ATC
(Activités et Techniques de Communication) de l'IUT de Blois.
Une rubrique météorologique concernant les observations de la station de St Hilaire ST Mesmin
permettra la consultation des observations climatologiques mensuelles de l'Ouest du Loiret.
Enfin, une rubrique "Faisceaux Hertziens" pour les stagiaires du CFBS /DGA de Bourges
contient des articles et des extraits de cours sur le sujet.
vive les vacances et le calme des jours d'été !
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cette semaine c'est la première épreuve complète de Physique du semestre.
Je vous propose deux petits exos d'Optique pour révision:
Correction: en rose
Fabry Pérot
On utilise un Fabry Pérot (FP) à lame d'air sous la longueur d'onde L = 546 nm à l'épaisseur e sous toutes les incidences angulaires i : -30°< i < 30°
La figure observée est un système d'anneaux d'interférence à l'infini centrés autour de l'incidence nulle.
A l'aide d'une lentille de projection de focale f et de même axe principal que le FP on matérialise les anneaux sur un écran placé au foyer de la lentille.
Soit k l'ordre d'interférence d'un anneau central brillant quelconque.
1) rappeller la loi d'interférence constructive du Fabry Pérot pour une incidence quelconque i
ddm = 2n e cos i = k L
( ici L se lit lambda, lettre grecque impossible d'utiliser sur over-blog)
2) exprimer l'épaisseur ek de la lame d'air en fonction de k et de la longueur d'onde L permettant l'observation de l'anneau central ( i =0) d'ordre k.
ek = kL/2
On fait varier l'épaisseur e de la valeur ek à la valeur (ek + de ) de façon à modifier la figure d'interférence.
On constate dans ce cas que l'anneau central d'ordre k précédent devient un anneau extérieur de rayon Rk
(voir figure ci-dessus)
3) écrire une relation entre:
la nouvelle épaisseur (ek + de)
l'incidence ik correspondant à cet anneau
l'ordre k
la longueur d'onde L
2( ek + de ) cos ik = kL
4) montrer que ik est calculable par la relation cos ik = ek / (ek + de)
( relation indépendante de la longueur d'onde L)
2(ek + de) cos ik = 2ek => cos ik = ek / ( ek + de )
5) exprimer enfin Rk en fonction:
de ek
de la variation d'épaisseur "de"
de la focale f
ik est un petit angle il est donc possible d'écrire cos ik = 1 - ik2/2
de plus, l'image des anneaux se formant dans le plan focal de la lentille, on peut écrire Rk = f'.ik
en rapprochant les relations 1 - ik2/2 = ek / ( ek + de ) et Rk = f'.ik
on obtient: Rk = f' . rac ( 2) . rac ( 1 - ek /(ek + de) )
AN.: k = 10 000 de = 20 10-6m ( 1/50 mm) f = 30 cm
résultat à trouver: e1000 = 2730 10-6m i = 0,12 rad ( 6,91°) R10000 = 3,6 cm
Réseau
un réseau de pas 500 traits / mm travaillant en transmission est utilisé en spectre normal à l'ordre 2 sur la raie 436nm du mercure ( bleue)
situer sur ce spectre les raies suivantes 404 nm et 491 nm du même ordre
AN.: résultats à trouver -1,83° et 3,15°
soit a = 1/N le pas du réseau
en spectre normal sur la raie Lo avec i' = 0 la relation fondamentale du réseau en interférences constructives a sin i + a sin i' = kL devient:
a sini = kLo
le spectro étant calé sur cette incidence i, les autres raies observées autour de la raie Lo seront à la position i' donnée par :
a sini + a sin i' = kL => a sin i' = k ( L - Lo)
soit sin i' = 1/a . k . ( L - Lo) = N k ( L - Lo)
d'où le résultat des deux applications numériques ci-dessus.
bonne révision à vous tous JMB
Jeudi 18 octobre 2007
publié dans :
i-e1-c: BTS MAI
je vous propose 4 exercices de révision du partiel de Mardi prochain:
correction en rose:
1) on construit une résistance en associant deux conductances de 20mS en parallèle à un résistor de 150 ohm en série. l'ensemble est placé sous une tension de 24V
calculer la puissance électrique P absorbée par l'association par deux méthodes différentes:
- P =Req I2
- Geq U2
2 20mS en II donne 40mS en équivalent soit 1/0,04 = 25 ohm
en série avec 150 ohm on obtient un équivalent R eq = 175 ohm
I = U / Req = 24 / 175 = 0,137 A
P = 175 .(0,137)^2 = 3,3 W
Geq = 1/Req = 1/175
d'où P = 1/175. 24^2 = 3,3W
2) un pont de Wheatstone est composé de r1 = 1 kOhm r2= 100 ohm pour le multiplicateur, et d'une résistance de mesure R. On introduit une résistance X = 470 ohm dans le pont. Pour annuler le courant de pont, on trouve R = 50 ohm
- ce résultat est il conforme à la loi d'équilibre du pont ?
non car le calcul donne X = r1/r2 . R = 10.50 =500 ohm
- que faut-il en conclure sur la valeur de X ? estimer la précision en % de la valeur annoncée.
la valeur de X est donnée à 30 ohm près ce qui fait 30/470 = 6 % de précision
3) une thermistance CTN présente les valeurs de résistance suivantes:
dans l'eau bouillante( 100°C) : X = 25 ohm
dans l'air ambiant ( 18°C): X = 180 ohm
dans la glace fondante (0°C): X = 320 ohm
elle est placée dans un pont de Wheatstone:
r1= 100 ohm r2 = 100 ohm R = 180 ohm VP - VN =2V
---> calculer les valeurs prises par la tension de pont u en fonction de la température T
écrivons VP - VN = U pour simplifier les écritures...
avec I1 = U / ( R+X) et I2 = (U / r2 +R)
et avec u = VA - VB = r2I2 - r1I1 = U ( r2 / ( r2+R) - r1 / ( r1 + X) )
on obtient à 100°C u = - 0,886 V
à 18°C u = 0
à 0°C u = 0,23V
4) on dispose du montage suivant pour effectuer la mesure d'une résistance X inconnue
soit R la valeur de la résistance de calibration, on montre que l'intensité I du courant constant vaut alors:
I = 12 / R ( dans certaines limites d'utilisation)
La tension Ux aux bornes de X ne peut, pour des raisons propres à la nature du circuit à transistor, dépasser la valeur de 1,2V :
- estimer la valeur maximale de la résistance X pour laquelle la réponse en tension de sortie du montage reste linéaire.
aux bornes de X on écrit Ux = X.I comme I = 12/R Ux = 12X/R qui donne:
X = R . Ux / 12 or Ux < 1,2V => X < R/10
on place R = 12 kohm dans la maille base émetteur afin de fixer l'intensité I à 1 mA
la résistance X est variable de 0 à 2 kohm par pas de 200 ohm
- tracer la fonction Ux en fonction des valeurs de X
- à partir de quelles valeurs de X peut-on considérer que le courant
d'intensité I n'est plus constant ?
1,2 kohm valeur de saturation
- calculer l'intensité I' absorbée par X à sa valeur maximale ( 2 kohm)
I' = Ux / 2 = 0,6 mA
- pourquoi peut-on considérer ce montage comme un ohmmètre dans une certaine plage de mesure que l'on précisera ?
les valeurs de X sont exactement représentées par celles de Ux par l'image
Ux = X.I pour I = 1mA X = 1000 ohm Ux = 1V représente aussi 1 kohm sur la plage de valeurs 0 à 1200 ohm ( partie linéaire de la courbe réponse ci-dessus)
INFORMATION : il n'y aura pas de TP cette semaine, ni lundi soir ni Jeudi matin
bonnes révisions à tous JMBourven
correction en rose:
1) on construit une résistance en associant deux conductances de 20mS en parallèle à un résistor de 150 ohm en série. l'ensemble est placé sous une tension de 24V
calculer la puissance électrique P absorbée par l'association par deux méthodes différentes:
- P =Req I2
- Geq U2
2 20mS en II donne 40mS en équivalent soit 1/0,04 = 25 ohm
en série avec 150 ohm on obtient un équivalent R eq = 175 ohm
I = U / Req = 24 / 175 = 0,137 A
P = 175 .(0,137)^2 = 3,3 W
Geq = 1/Req = 1/175
d'où P = 1/175. 24^2 = 3,3W
2) un pont de Wheatstone est composé de r1 = 1 kOhm r2= 100 ohm pour le multiplicateur, et d'une résistance de mesure R. On introduit une résistance X = 470 ohm dans le pont. Pour annuler le courant de pont, on trouve R = 50 ohm
- ce résultat est il conforme à la loi d'équilibre du pont ?
non car le calcul donne X = r1/r2 . R = 10.50 =500 ohm
- que faut-il en conclure sur la valeur de X ? estimer la précision en % de la valeur annoncée.
la valeur de X est donnée à 30 ohm près ce qui fait 30/470 = 6 % de précision
3) une thermistance CTN présente les valeurs de résistance suivantes:
dans l'eau bouillante( 100°C) : X = 25 ohm
dans l'air ambiant ( 18°C): X = 180 ohm
dans la glace fondante (0°C): X = 320 ohm
elle est placée dans un pont de Wheatstone:
r1= 100 ohm r2 = 100 ohm R = 180 ohm VP - VN =2V
---> calculer les valeurs prises par la tension de pont u en fonction de la température T
écrivons VP - VN = U pour simplifier les écritures...
avec I1 = U / ( R+X) et I2 = (U / r2 +R)
et avec u = VA - VB = r2I2 - r1I1 = U ( r2 / ( r2+R) - r1 / ( r1 + X) )
on obtient à 100°C u = - 0,886 V
à 18°C u = 0
à 0°C u = 0,23V
4) on dispose du montage suivant pour effectuer la mesure d'une résistance X inconnue
soit R la valeur de la résistance de calibration, on montre que l'intensité I du courant constant vaut alors:
I = 12 / R ( dans certaines limites d'utilisation)
La tension Ux aux bornes de X ne peut, pour des raisons propres à la nature du circuit à transistor, dépasser la valeur de 1,2V :
- estimer la valeur maximale de la résistance X pour laquelle la réponse en tension de sortie du montage reste linéaire.
aux bornes de X on écrit Ux = X.I comme I = 12/R Ux = 12X/R qui donne:
X = R . Ux / 12 or Ux < 1,2V => X < R/10
on place R = 12 kohm dans la maille base émetteur afin de fixer l'intensité I à 1 mA
la résistance X est variable de 0 à 2 kohm par pas de 200 ohm
- tracer la fonction Ux en fonction des valeurs de X
- à partir de quelles valeurs de X peut-on considérer que le courant
d'intensité I n'est plus constant ?
1,2 kohm valeur de saturation
- calculer l'intensité I' absorbée par X à sa valeur maximale ( 2 kohm)
I' = Ux / 2 = 0,6 mA
- pourquoi peut-on considérer ce montage comme un ohmmètre dans une certaine plage de mesure que l'on précisera ?
les valeurs de X sont exactement représentées par celles de Ux par l'image
Ux = X.I pour I = 1mA X = 1000 ohm Ux = 1V représente aussi 1 kohm sur la plage de valeurs 0 à 1200 ohm ( partie linéaire de la courbe réponse ci-dessus)
INFORMATION : il n'y aura pas de TP cette semaine, ni lundi soir ni Jeudi matin
bonnes révisions à tous JMBourven
Mercredi 17 octobre 2007
par jean marie bourven
publié dans :
i-e 4: Licence Pro ATC TECAME IUT de Blois OPTIQUE
vous trouverez ici un aperçu des travaux photographiques que je mènent dans le domaine du cliché numérique en général et du sténopé en particulier( voir la galerie et la page: Le sténopé )
:
adresse de mon autre site ( réservé à la photo): jmb numeric 45
je vous prépare pour la semaine prochaine une troisième présentation power point sur l'optique photo.
au plan organisation des cours, le plan général est le suivant:
objet du TP: hyperfocale, profondeur de champ, balance des blancs
suivez bien cet article, car il sera rafraîchi au cours de notre progression
adresse de mon autre site ( réservé à la photo): jmb numeric 45
je vous prépare pour la semaine prochaine une troisième présentation power point sur l'optique photo.
au plan organisation des cours, le plan général est le suivant:
mardi 9 octobre: 1,5h sujet : cours camera obscura document: power point en ligne
mardi 16 octobre: 1,5h sujet: TD camera obscura document: TD1 feuille word en ligne
correction TD 1 document: feuille word en ligne
table des focales du sténopé document: feuille word en ligne
mardi 16 octobre: 1,5h sujet: cours onde et couleur document: power point en ligne
mardi 23 octobre: 1,5h sujet: TD onde et couleur document: feuille word en ligne
mardi 23 octobre: 1,5h sujet: Opt. photographique document: power point en ligne
vendredi 26 octobre: 1,5h sujet: opt photographique document word en ligne
vendredi 9 novembre: 1,5 h sujet: TD cours Optique phot. approfondissement optique de l'image
à préparer pour la semaine 48 photométrie et diaphragme TD 4 document pdf en ligne
correction TD 4 feuille word en ligne
sem 48 : 3 h par demi groupe TP photo séance en studio ( cadrage et éclairage)
sujet: nature morte et portrait
mardi 16 octobre: 1,5h sujet: TD camera obscura document: TD1 feuille word en ligne
correction TD 1 document: feuille word en ligne
table des focales du sténopé document: feuille word en ligne
mardi 16 octobre: 1,5h sujet: cours onde et couleur document: power point en ligne
mardi 23 octobre: 1,5h sujet: TD onde et couleur document: feuille word en ligne
mardi 23 octobre: 1,5h sujet: Opt. photographique document: power point en ligne
vendredi 26 octobre: 1,5h sujet: opt photographique document word en ligne
vendredi 9 novembre: 1,5 h sujet: TD cours Optique phot. approfondissement optique de l'image
à préparer pour la semaine 48 photométrie et diaphragme TD 4 document pdf en ligne
correction TD 4 feuille word en ligne
sem 48 : 3 h par demi groupe TP photo séance en studio ( cadrage et éclairage)
sujet: nature morte et portrait
objet du TP: hyperfocale, profondeur de champ, balance des blancs
suivez bien cet article, car il sera rafraîchi au cours de notre progression
Mardi 16 octobre 2007
publié dans :
i-e 4: Licence Pro ATC TECAME IUT de Blois OPTIQUE
voici l'adresse URL du PPT "onde et couleur"
bon travail à toutes et à tous JMB
adresse: onde et couleur
bon travail à toutes et à tous JMB
adresse: onde et couleur