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SON ET LUMIÈRE Lycée des métiers LEONARD DE VINCI - 2013/2014 C C O O M M M M E E N N T T T T R R A A N N S S M M E E T T T T R R E E U U N N S S O O N N À À L L A A V V I I T T E E S S S S E E D D E E L L A A L L U U M M I I È È R R E E ? ? OPTIQ 2 1re PRO 1CTRM S.P.C. / COURS 1/2 Lycée des métiers LEONARD DE VINCI (33) Enseignements Scientifiques Généraux C. DUPONT - http://eolipyle.free.fr 1CTRM 1314 S OPTIQ2 CO Fibre optique 2013/2014 Objectifs Connaissances (A SAVOIR) Capacités (A SAVOIR FAIRE) Savoir associer phénomène de réflexion totale et fonctionnement dune fibre optique. Savoir distinguer fibres optiques a saut dindice et a gradient dindice. Connaître les ordres de grandeurs des vitesses de propagation de la lumière et du son dans l air. Savoir que la lumière permet de transmettre des informations. Savoir que la transmission du son nécessite un émetteur, un milieu de propagation et un récepteur. Être capable d’étudier expérimentalement les conditions de propagation dun rayon lumineux dans une fibre optique. Être capable de décrire, à laide dun schéma, le chemin de la lumière dans une fibre optique. Être capable d’identifier les éléments d’une chaine de transmission dun signal sonore par fibre optique. Être capable de réaliser la transmission dun signal sonore par fibre optique. 1. La fibre optique 1.1. Fibre à saut d’indice La fibre optique est un ............................ qui exploite les propriétés ...................... de la lumière. Elle est généralement constituée d’un cœur en verre enveloppée d’une gaine. Le cœur de la fibre est constitué d’un indice n C ........................................ que celui n G du verre composant la gaine (n G < n C ). Le rayon lumineux se propageant dans le cœur de la fibre subit une ........................................... dés qu’il vient « frapper » le verre composant la gaine, tout au long de la fibre. L’....................................... d’une fibre est l’angle que fait le rayon lumineux pour pénétrer dans la fibre, permettant ainsi le phénomène de réflexion totale, si sin < n 2 C n 2 G . 1.2. Fibre à gradient d’indice Dans une fibre à gradient d’indice, l’indice de réfraction du cœur décroît de façon continue de part et d’autre de l’axe de la fibre. Le rayon lumineux a alors une ....................................................... dans la fibre. Gaine en verre n G n G < n C n C Gaine en verre n G Cœur de la fibre Cœur de la fibre Gaine en verre Gaine en verre n G n G n C i i i i i i n G < n C Cœur de la fibre Gaine en verre Plastique de protection

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SON ET LUMIÈRE

Lycée des métiers LEONARD DE VINCI - 2013/2014

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Connaissances (A SAVOIR) Capacités (A SAVOIR FAIRE)

Savoir associer phénomène de réflexion totale et fonctionnement d’une fibre optique.

Savoir distinguer fibres optiques a saut d’indice et a gradient d’indice.

Connaître les ordres de grandeurs des vitesses de propagation de la lumière et du son dans l’air.

Savoir que la lumière permet de transmettre des informations.

Savoir que la transmission du son nécessite un émetteur, un milieu de propagation et un récepteur.

Être capable d’étudier expérimentalement les conditions de propagation d’un rayon lumineux dans une fibre optique.

Être capable de décrire, à l’aide d’un schéma, le chemin de la lumière dans une fibre optique.

Être capable d’identifier les éléments d’une chaine de transmission d’un signal sonore par fibre optique.

Être capable de réaliser la transmission d’un signal sonore par fibre optique.

1. La fibre optique

1.1. Fibre à saut d’indice

La fibre optique est un ............................ qui exploite les propriétés ...................... de la lumière.

Elle est généralement constituée d’un cœur en verre enveloppée d’une gaine.

Le cœur de la fibre est constitué d’un indice nC ........................................ que celui nG du verre

composant la gaine (nG < nC).

Le rayon lumineux se propageant dans le cœur de la fibre subit une ...........................................

dés qu’il vient « frapper » le verre composant la gaine, tout au long de la fibre.

L’....................................... d’une fibre est l’angle que fait le rayon lumineux pour pénétrer

dans la fibre, permettant ainsi le phénomène de réflexion totale, si sin < n2

C – n2

G.

1.2. Fibre à gradient d’indice

Dans une fibre à gradient d’indice, l’indice de réfraction du cœur décroît de façon continue de

part et d’autre de l’axe de la fibre.

Le rayon lumineux a alors une ....................................................... dans la fibre.

Gaine en verre nG nG < nC

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Plastique de protection

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OPTIQ 2 CCOOMMMMEENNTT TTRRAANNSSMMEETTTTRREE UUNN SSOONN

ÀÀ LLAA VVIITTEESSSSEE DDEE LLAA LLUUMMIIÈÈRREE ??

1re PRO

1CTRM S.P.C. / COURS 2/2

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2. Transmission d’un son avec une fibre optique

2.1. Vitesse de transmission

Lorsque deux personnes se parlent, le son se transmet dans l’air à la vitesse de ...................

Lorsque les distances sont grandes, le son met beaucoup de temps pour se propager.

On utilise alors différents procédés pour transmettre le son (fibre optique, satellite, ...).

La fibre optique permet de transmettre le son à la vitesse de la lumière c = ...............................

2.2. Chaine de transmission

Pour transmettre un son, on le convertit en signal électrique, puis en ..........................................

........................................................................ À la sortie de la fibre optique, le signal lumineux

est converti en signal électrique, puis en son.

Fibres optiques

Source sonore

convertisseur

son signal électrique

(microphone + amplificateur)

convertisseur

signal électrique signal lunmineux

convertisseur

signal lumineux signal electrique

convertisseur

signal électrique son

(amplificateur + haut parleur)

Récepteur

Fibre optique

partie

récepteur

partie

émetteur