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Physique - Chimie Première S - Cours Legendre à distance

s Physiques, Cours de Physique-Chimie, Première S, Trimestre 1 Année scolaire 2016 / 2017

PHYSIQUE ET CHIMIE EN LYCÉE D - UdPPC

ire préalable s'impose en cas de restructuration ou de reconstruction Quant aux recommandations Salle de Cours de Physique et de Chimie 14 - 21 3 2 1 1 Descriptif 14 - 15

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Chimie

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COLLECTION DULAURANS DURUPTHY

Physique

Chimie

© Hachette Livre, 2011 - Physique Chimie 1

re S, Livre du professeur - La photocopie non autorisée est un délit. 2

OBSERVER

: Couleurs et images

COMPRENDRE

: Lois et modèles AGIR : Défis du X X I e siècle L'Inspection Générale de sciences physiques et chimiques fondamentales et appliquées ayant indiqué que la notation " » était à proscrire dans les équations de réactions, nous avons remplacé les signes "

» par des doubles fièches ("

s pour la réimpression de l'ouvrage. Il est donc probable que les élèves aient la version avec la notation préconisée (" s

»). En revanche, la notation "

» gure dans tous

les spécimens envoyés aux enseignants.

Couverture

Pierre-Antoine Rambaud

Maquette intérieure

et composition C

Graphic

Schémas

Patrick Hanequand

et Jean-Luc

Maniouloux

© Hachette Livre, 2011 - Physique Chimie 1

re S, Livre du professeur - La photocopie non autorisée est un délit. 3 1 a.

Pour obtenir une image nette d'un objet proche avec la maquette de l'oeil, la distance lentille-écran étant

fixe, il faut modifier la forme de la lentille jouant le rôle du cristallin. Lorsque l'objet se rapproche, il faut gonfler

d'eau la poche de silicone pour retrouver une image nette. b.

Pour obtenir une image nette d'un objet proche avec la maquette de l'appareil photographique, la distance

focale de la lentille étant fixe, il faut modifier la distance lentille-écran. À partir d'une visée à l'infini (vision nette

d'un objet très éloigné), pour visualiser un objet proche, il faut reculer l'écran. 2 Schéma du modèle de l'appareil photographique

DiaphragmeÉcranLentille

convergente 3

OEil réelOEil réduitAppareil photographique

IrisDiaphragmeDiaphragme (ouverture)

CristallinLentille convergenteObjectif

RétineÉcranCapteur

La vidéo disponible dans le manuel numérique peut servir pour la c orrection de cette activité. 1. Schématisation des expériences2. Association expérience/règle

Expérience

Règle 3

Tout rayon lumineux passant par le foyer objet,

point de l'axe optique noté F , émerge de la lentille parallèlement à cet axe.

Expérience

b FOF'

Règle 1

Tout rayon lumineux passant par le centre

optique O d'une lentille ne subit aucune déviation.

Animation

Accommodation

de l'oeil.

Vidéo :

Maquette

de l'oeil réduit, accommodation.

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re S, Livre du professeur - La photocopie non autorisée est un délit. 4

Expérience

c F OF'

Règle 2

Tout rayon lumineux arrivant parallèlement à l'axe optique

émerge de la lentille en passant par le

foyer image, point de l'axe optique noté F' . La distance entre O et F' est la distance focale (notée f'). 3 OB B' A F CC' A' Objet Image

Sens de propagation de la lumière

F' 4 L'image A' du point A est sur l'axe optique, à l'in- tersection du segment B'C' et de l'axe optique de la lentille. 5 Les rayons caractéristiques permettant de tracer l'image d'un point sont le rayon passant par le centre optique O de la len- tille ; il n'est pas dévié quand il traverse la lentille ; - le rayon parallèle à l'axe optique de la lentille ; il est dévié par la lentille vers son foyer image F' le rayon passant par le foyer objet F de la lentille ; il émerge de la lentille parallèle à l'axe optique

Animation

Construction

de l'image par une lentille. Sur un banc d'optique, on a placé un objet lumineux, une lentille convergente et un écran. Pour différentes distances lentille-objet, on recherche la position de l'écran permettant d'obtenir une image nette.

OA : valeur algébrique de la distance entre

l'objet et le centre de la lentille OA' : valeur algébrique de la distance entre le centre de la lentille et l'image AB : valeur algébrique de la dimension de l'objet

A'B' : valeur algébrique de la dimension de

l'image nette sur l'écran. L'axe horizontal est orienté de gauche à droite (dans le sens de propagation de la lumière).

L'axe vertical est orienté de bas en haut.

Exemples de résultats obtenus avec des mesures

au mm près sur le banc d'optique

Lentille

f' = 5 cm OA (cm)- 10,0- 15,0- 20,0- 25,0 1 OA (cm 1 )- 0,100- 0,0667- 0,0500- 0,0400 OA' (cm)

10,0 7,5 6,7 6,3

1 OA' (cm 1 )0,1000,130,150,16 1 OA' 1 OA (cm -1 )0,2000,200,200,20 AB (cm)

2,5 2,5 2,5 2,5

A'B' (cm)- 2,5- 1,3- 0,8- 0,6 A'B' AB

1,0- 0,52- 0,3- 0,2

OA' OA

1,00- 0,50- 0,34- 0,25

Vidéo

Établissement des relations

de conjugaison et de grandissement.

Tutoriel

Usage du tableur.

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re S, Livre du professeur - La photocopie non autorisée est un délit. 5

Lentille

f' = + 10 cmLentille f' = + 20 cm OA (cm)- 15,0- 20,0- 25,0- 30,0OA (cm)- 25,0- 30,0- 35,0- 40,0 1 OA (cm -1 )- 0,0667- 0,0500- 0,0400- 0,0333 1 OA (cm -1 )- 0,0400- 0,0333- 0,0286- 0,0250 OA' (cm)

30,0 20,0 16,7 15,0OA'

(cm) 100,0 60,0 47,0 40,0 1 OA' (cm 1 )0,03330,05000,0600,0667 1 OA' (cm 1 )0,01000,01670,02130,0250 1 OA' 1 OA (cm -1 )0,1000,1000,1000,100 1 OA' 1 OA (cm -1 )0,05000,05000,05000,0500 AB (cm)

2,5 2,5 2,5 2,5AB

(cm) 2,5 2,5 2,5 2,5 A'B' (cm)- 5,0- 2,5- 1,7- 1,3A'B' (cm)- 10,0- 5,0- 3,3- 2,5 A'B' AB

2,0- 1,0- 0,68- 0,52

A'B' AB

4,0- 2,0- 1,3- 1,0

OA' OA

2,00- 1,00- 0,668- 0,500

OA' OA

4,00- 2,00- 1,34- 1,00

A ; B ; B et C ; A ; A ;

A et C ; B ; B et C ; B ; C ; C ;

B ; B ; C.

Avec OA' = 16,7 mm = 1,67 cm et OA = - 60 cm,

on trouve 1 f' = 1

1,67 -

1 -60 = 1

1,67 +

1 60
soit f' = 1,6 cm, soit f' = 1,6 × 10 -2 m.

Cela correspond à une vergence

V 1 f' = 62 Le lézard est représenté par un segment fléché AB. En prenant une échelle verticale de 1 cm pour 10 cm, le segment mesure 1,6 cm. F'

F10 cm

4 cm O

D'après le schéma

: l'image est située 5 cm derrière la lentille, sa taille est de 4 cm et elle est renversée par rapport à l'objet. 2

On constate que

1 OA 1 OA 1 f'. 3

On constate que =

A'B' AB = OA' OA 4

Relation de conjugaison

1 OA 1 OA 1 f'

Relation de grandissement

A'B' AB = OA' OA

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re S, Livre du professeur - La photocopie non autorisée est un délit. 6

Connaître le modèle de l'oeil

1 b (iris) ; 2 a (cristallin) ; 3 c (rétine).

Diaphragme

Écran

Lentille

convergente b. Le diaphragme correspond à l'iris, la lentille convergente au cristallin et l'écran à la rétine.

Schématiser une lentille

F'FOFoyer objet

Centre optique

Foyer image

Sens de propagation

de la lumièreAxe optique

Lire un schéma

Il s'agit d'une lentille convergente.

Sa distance focale est de 4,0 cm, soit 0,040 m.

Sa vergence est donc =

1 1

0,040 = 25 .

Calculer une vergence et une distance

focale 1 1 5,0 10 - 2 20 1 1 5,0 10 - 2 0,20 m 20 cm.

La lentille la plus convergente est celle dont la

vergence est la plus grande. C'est donc la première lentille (20 5

Tracer des rayons lumineux

F'FF'F

Prévoir le sens d'une image

Il s'agit de la proposition 2. Sur l'écran, l'image est retournée horizontalement et verticalement.

Observateur

Construire une image

F' AA' B'B F 10 cm

10 cmO

L'image est située à 35 cm de la lentille :

35
cm.

Elle est renversée. Sa hauteur est 13 cm

' = - 13 cm.

Appliquer la relation de conjugaison

1 1 1 soit 1 1 1 8,0 + 1 0,25

Il vient donc

0,25 m, soit 25 cm. 1 1 1 1 1 1 0,15 - 8,0

Il vient donc

0,75 m, soit - 75 cm.

Trouver les caractéristiques d'une image

F'AA'

B'BF++

O < 0 ; ' > 0 ; > 0 ; < 0.

La relation de conjugaison est

1 1 1

D'où

1 1 1 1 0,100 1 -0,300 = 6,67 m 1 d'où

0,150 m = 150 mm.

L'image est située à droite de la lentille, à 150 mm de celle-ci.

re S, Livre du professeur - La photocopie non autorisée est un délit. 7 On peut en déduire la taille de l'image, en utilisant la relation du grandissement OA' OA A'B' AB

D'où

A'B' AB OA' OA = 0,010 × 0,150 0,300 A'B' 5,00

× 10

- 3 m

L'image est inversée et mesure 5

mm.

Comparer l'oeil et l'appareil photographique

OEil réelAppareil

photographique

IrisDiaphragme

CristallinObjectif

RétineCapteur

Dans l'oeil, l'image doit se former sur la rétine ;quotesdbs_dbs11.pdfusesText_17

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OBSERVER

COMPRENDRE

» par des doubles fièches ("

»). En revanche, la notation "

» gure dans tous

Couverture

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Maquette intérieure

Graphic

Schémas

Patrick Hanequand

Maniouloux

© Hachette Livre, 2011 - Physique Chimie 1

DiaphragmeÉcranLentille

OEil réelOEil réduitAppareil photographique

IrisDiaphragmeDiaphragme (ouverture)

CristallinLentille convergenteObjectif

RétineÉcranCapteur

Expérience

Règle 3

Tout rayon lumineux passant par le foyer objet,

Expérience

Règle 1

Tout rayon lumineux passant par le centre

Animation

Accommodation

Vidéo :

Maquette

© Hachette Livre, 2011 - Physique Chimie 1

Expérience

Règle 2

émerge de la lentille en passant par le

Sens de propagation de la lumière

Animation

Construction

OA : valeur algébrique de la distance entre

A'B' : valeur algébrique de la dimension de

L'axe vertical est orienté de bas en haut.

Exemples de résultats obtenus avec des mesures

Lentille

10,0 7,5 6,7 6,3

2,5 2,5 2,5 2,5

1,0- 0,52- 0,3- 0,2

1,00- 0,50- 0,34- 0,25

Vidéo

Établissement des relations

Tutoriel

Usage du tableur.

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Lentille

30,0 20,0 16,7 15,0OA'

2,5 2,5 2,5 2,5AB

2,0- 1,0- 0,68- 0,52

4,0- 2,0- 1,3- 1,0

2,00- 1,00- 0,668- 0,500

4,00- 2,00- 1,34- 1,00

A ; B ; B et C ; A ; A ;

A et C ; B ; B et C ; B ; C ; C ;

B ; B ; C.

Avec OA' = 16,7 mm = 1,67 cm et OA = - 60 cm,

1,67 -

1,67 +

Cela correspond à une vergence

F10 cm

D'après le schéma

On constate que

On constate que =

Relation de conjugaison

Relation de grandissement

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Connaître le modèle de l'oeil

1 b (iris) ; 2 a (cristallin) ; 3 c (rétine).