EXERCICE III. CD ET AUTRES SUPPORTS DE L'INFORMATION (5 ...
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Bac S 2014-AntillesGuyane HYPERLINK "http://labolycee.org" http://labolycee.org
EXERCICE III. CD ET AUTRES SUPPORTS DE LINFORMATION (5 points)
À partir du début des années 80, le disque audio (CD) a supplanté les vinyles en raison dune grande facilité dutilisation et de la quantité dinformation stockable. Nous allons, dans un premier temps, étudier un Compact-Disc, puis nous nous intéresserons à la technologie Blu-ray.
Les documents nécessaires à la résolution sont regroupés en fin dénoncé.
1. Le Compact-Disc.
1.1 Montrer que la surface « utile » S du CD, correspondant à la surface grisée (document 1), s exprime par : S = À.(R22 R12).
1.2 On peut estimer la longueur L de la piste par l expression L H" EMBED Equation.DSMT4 où a est le pas de la spirale. Évaluer la longueur de la piste de ce CD.
1.3 En déduire la durée théorique totale de lecture du CD en minutes.
1.4 Lorsque le spot laser se réfléchit autour dune alvéole, il y a interférences entre la partie de londe qui se réfléchit sur le plat et celle qui se réfléchit sur le creux.
1.4.1 Déterminer la différence de parcours entre londe qui se réfléchit sur un creux et celle qui se réfléchit sur un plat.
1.4.2 Ce parcours ayant lieu dans le polycarbonate, déterminer le retard de londe réfléchie dans un creux par rapport à londe réfléchie sur un plat au niveau du capteur.
1.4.3 Comparer ce retard à la période de londe émise par le laser.
1.4.4 En déduire le type dinterférences (constructives ou destructives) entre londe réfléchie par un creux et celle réfléchie par un plat au niveau du capteur. La réponse sappuiera sur un schéma.
Dans ce cas, le signal reçu par le capteur est-il maximal ou minimal ? Commenter.
1.5 Déterminer la capacité totale théorique dinformation (en Mo) que lon peut enregistrer sur ce CD.
2. Le Blu-ray.
La technologie Blu-ray a été développée au début des années 2000 afin de commercialiser des films en haute définition. Le principe de fonctionnement est le même que celui dun CD.
2.1 Quelle doit-être la profondeur dun creux sur un disque Blu-ray ?
2.2 Pourquoi ne peut-on pas lire un disque Blu-ray avec un lecteur de CD ?
2.3 En supposant que le codage de linformation et la lecture dun disque Blu-ray sont identiques à ceux dun CD, déterminer la capacité de stockage quaurait un disque Blu-ray. Que peut-on en conclure?
Document 1 : Structure dun CD.
Sur un Compact-Disc, les informations sont stockées sous forme de « creux » et de « plats » le long dune piste métallique réfléchissante en forme de spirale. Celle-ci commence à une distance R1 = 2,5 cm de laxe du CD et se termine à une distance R2 = 6,0 cm.
La portion grisée correspond à la partie du CD occupée par la piste métallique. Un extrait de la piste est représenté à côté. Le pas de la spirale est a = 1,6 ¼m.
Lors de la rotation du disque, les structures porteuses de l information défilent devant un système optique à la vitesse linéaire constante V = 1,2 m.s-1.
Document 2 : Principe optique de lecture d un CD.
La piste physique est constituée d alvéoles d une largeur de 0,67 ¼m, d une profondeur hc = 0,12 ¼m et de longueur variable. On nomme « creux » le fond d une alvéole et « plat » l espace entre deux alvéoles.
La tête de lecture est composée d un laser émettant un faisceau lumineux et d une cellule photoélectrique chargée de capter le faisceau réfléchi. Le laser utilisé pour lire les CD a une longueur d'onde »0 = 780 nm dans l'air et » = 503 nm dans le polycarbonate.
La profondeur hc des creux est liée à la longueur d onde » du laser dans le polycarbonate par : EMBED Equation.DSMT4
La vitesse de propagation de la lumière émise par le laser dans le polycarbonate vaut 1,93 × 108 m.s-1.
Document 3 : Comparaison entre CD, DVD et Blu-ray.
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