Seconde Professionnelle • Physique-Chimie

Optique & Réflexion

Évaluation Sommative Type CCF • Sur 20 Points

Sujet d'Évaluation de Sciences

Contrôle d'alignement au niveau laser et télémétrie sur chantier BTP.

Durée conseillée : 45 min

Grille Évaluation Nationale des Compétences (Sciences Physiques Bac Pro)

S'approprier Identifier i1=i2 et célérité c
Analyser Tracer la normale et les rayons
Réaliser Calculer d = (c * t) / 2
Valider Valider la hauteur de la portée
Communiquer Rédiger le rapport d'audit

1 Partie 1 : Restitution de Connaissances (4 points)

4 Points

1.1 (1,5 pt) - Compétence S'approprier : Rappeler la propriété de propagation de la lumière dans l'air et donner la valeur de sa vitesse $c$.

1.2 (1,5 pt) - Compétence S'approprier : Enoncer la 2ème loi de Descartes pour la réflexion d'un rayon lumineux sur un miroir plan.

1.3 (1 pt) - Compétence S'approprier : Préciser par rapport à quoi sont mesurés les angles d'incidence $i_1$ et de réflexion $i_2$.

2 Partie 2 : Réglage d'un Miroir de Renvoi Laser à 45° (8 points)

8 Points

Pour effectuer un tracé de niveau vertical sur un chantier, un technicien dirige un faisceau laser horizontal vers un miroir plan incliné à $45^\circ$ par rapport au sol.

2.1 (3 pts) - Compétence Analyser : Calculer la valeur de l'angle d'incidence $i_1$ que fait le rayon laser avec la normale au miroir.

2.2 (3 pts) - Compétence Réaliser : Déduire la valeur de l'angle de réflexion $i_2$ et calculer l'angle de déviation totale du faisceau.

2.3 (2 pts) - Compétence Communiquer : Vérifier que le faisceau laser ressort dans la direction verticale exacte vers le plafond.

3 Partie 3 : Mesure de Hauteur par Télémétrie Laser (8 points)

8 Points

Un télémètre laser posé au sol mesure la hauteur sous plafond d'un hall industriel. L'onde laser se réfléchit sur une platine métallique au plafond et revient au récepteur après un temps d'aller-retour $t = 1{,}6 \times 10^{-7}\text{ s}$ ($0{,}16\text{ }\mu\text{s}$). La vitesse de la lumière est $c = 3 \times 10^8\text{ m/s}$.

3.1 (2 pts) - Compétence S'approprier : Écrire la formule donnant la hauteur $h$ en fonction de $c$ et $t$.

3.2 (3 pts) - Compétence Réaliser : Calculer la hauteur sous plafond $h$ en mètres.

3.3 (3 pts) - Compétence Valider : Le cahier des charges imposait une hauteur de $24{,}0\text{ m} \pm 0{,}5\text{ m}$. Le hall est-il conforme ? Justifier.