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Une liaison math-physique en classe de seconde

Détermination du diamètre d"un cheveu

Introduction :

Voici une présentation d"une activité en trois temps sur une liaison math-physique.

Avec mon collègue scientifique, nous l"avons testé durant ces quatre dernières années et cela

s"est très bien passé à chaque fois.

Afin de laisser de la place aux idées, à l"autonomie des élèves et au bonheur de la recherche, il

n"y a pas de fiche élève. Le seul pré-requis, en math, est une partie du cours sur les fonctions affines.

Première étape :

un TP de physique sur la diffraction

Lors de ce TP, on y établit le fait que la lumière est caractérisée par une longueur d"onde, puis

on utilise le dispositif expérimental suivant : Pour une fente large, on observe sur l"écran un point lumineux. P o u r u n e f e n t e f i n e e t v e r ti c a l e on o b s e r v e s u r l c r a n un e f i g u r e d e d i f f r ac ti on h o r i z on t a l e On constate que les figures de diffraction obtenues par une fente ou un fil sont semblables.

Seconde expérience :

On reprend le même dispositif expérimental en remplaçant la fente par une diapositive et un fil de pêche.

Les jeunes mettent différentes diapositives de fil de pêche dont on connaît les diamètres

p r éc i s m e n t e t il s m e s u r e nt l a l o n g u e u r d e l a t âc h e l a p l u s l u m i n e u s e d e d i ffr ac ti o n Ils complètent un tableau puis ils essayent avec un de leurs cheveux ou un des cheveux mis à disposition.Voici ce qu"a trouvé un élève.

D est le diamètre du fil de pêche et L la longueur de la tâche centrale de diffraction mesurée.

L en mm 32 26 18 14 13 11 9

D en mm 0,052 0,062 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 Pour un de ces cheveux, il a mesuré une longueur L égale à 12 mm

Source laser

écran fente

Source laser

écran diapositive

Fil de pêche

Seconde étape

: en module de math O n r e pquotesdbs_dbs2.pdfusesText_2