[PDF] Exercices d’Optique - Rectorat de Bordeaux



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Nom : Prénom : DS de physique chimie Classe 1 S

Correction exercice 1: 1) Vergence de la lentille L 1pt 2) Position de F et de F’: 1pt 3) Construction de l'image A’ B’ de l'objet AB Construction de l’image: 2 pts - Tout ayon paallèle à l’axe pincipal so t de la lentille et passe pa F 2’ foye image - Tout ayon passant pa le cente optiue de la lentille so t et n’est pas dévié



Accompagnement 1ère S Coonnstrruuccttiioon neaavveecc uune

Vous cherchez à obtenir une image A’B’ plus grande qu’un objet AB avec une lentille de 8,0 cm de distance focale et droite A est situé sur l’axe optique 1) Encadrez la position de A par rapport au centre optique O pour obtenir une image de ce type



11P091/R - Université de Genève - Université de Genève

c Sans changer la position de la diapositive, quelle devrait être la focale de la lentille pour un écran placé 1 5 mètres plus près que ci-dessus ? d Êtes-vous obligé de remplacer la lentille, ou peut-on corriger la lentille ci-dessus avec une lentille de correction Si oui, précisez comment ? Exercice 5



Recueil examens avec les corrigés

Lune L'association est constituée de la lentille L 1 utilisée précédemment suivie d’une lentille mince divergente L 2 La lentille L 2 et l'écran (E) sont situés respectivement 25 cm et 125 cm après la lentille L 1 L’image est toujours visualisée sur l'écran (E), placé dans sa nouvelle position 1 5 L'image de la Lune à travers



Sciences Physiques Devoir sur table n°1 - Free

En traçant des rayons particuliers, rechercher la position de la lentille et de ses foyers Les placer 3 Que valent OA, OA', OF, OF'? Partie 2 : par le calcul L’objectif est ici de retrouver par le calcul les résultats de la partie 1 Pour cela, on ne s’appuie que sur les données initiales 4 Rappeler la définition du grandissement



Exercices Ch1 p : 28 – 29 – LES MÉCANISMES OPTIQUES DE LA VISION

plus proche de la lentille, l’image s’éloigne et devient plus grande) 4 Que se passe-t-il dans le troisième cas où OA=20F'? Dans la troisième situation, l’image a même taille que l’objet : position de Silbermann P : 29 n°10 : Correction d'un œil hypermétrope Raisonner



Fiche professeur 1ère S

En déduire la distance focale de la lentille Rechercher sur ce graphique, à l'aide du curseur réticule, le point correspondant à une position de l'objet à 10 cm devant la lentille 12 En déduire la position de l'image par rapport à la lentille Réaliser expérimentalement cette situation 13 Peut-on projeter cette image sur l'écran



TS Spécialité : DEVOIR SURVEILLE N° 1 – SCIENCES PHYSIQUES

1 a– la vergence est l'inverse de la distance focale exprimée en mètre C= 1/ 0,050 = 20 0 dioptries b- Pour trouver rapidement une valeur approchée de la distance focale réaliser l'image d'un objet a l’infini Ex image d’un paysage sur un écran derrière la lentille La distance lentille écran est la distance focale



Exercices d’Optique - Rectorat de Bordeaux

2) Calculer les c´el´erit´es et les longueurs d’onde de la radiation rouge dans les deux verres 3) a) Un rayon de lumi`ere blanche arrive sur un dioptre plan air-verre, sous l’incidence i = 60 L’indice de l’air est pris ´egal a 1,000 Rappeler les lois de Descartes relatives a la r´efraction de la lumi`ere

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[PDF] position relative d'une droite

[PDF] position relative d'une droite et d'un plan

[PDF] position relative d'une droite et d'une courbe

[PDF] position relative d'une parabole et d'une droite

[PDF] Position relative de 2 courbes

[PDF] Position relative de courbes

Exercices d"Optique

" (...) que mon corps est le prisme inaperçu, mais vécu, qui réfracte le monde aperçu vers mon "Je». Ce double mouvement de conscience,à la fois centrifuge et centripète, qui me relie au monde, transforme celui-ci par là même, lui donne une détermination, une qualification nouvelle. » EdmondBarbotin-Humanité de l"hommeAubier, p. 48 (1970) ?Lois de Snell-Descartes O1? ???Ex-O1.1Mise en jambes

1)Refaire le sch´ema ci-contre en ne

laissant que les rayons lumineux existant r´eellement.

2)Donner toutes les relations angulaires

possibles en pr´ecisant pour chacune si elle est d"origine g´eom´etrique ou optique. ???Ex-O1.2La loi de la r´efraction

Un rayon lumineux dans l"air tombe sur la

surface d"un liquide; il fait un angleα= 56
◦avec le plan horizontal.

La d´eviation entre le rayon incident et le rayon r´efract´eestθ= 13,5◦. Quel est l"indicendu

liquide?

R´ep. :n= 1,6.

???Ex-O1.3Constructions de Descartes et de Huygens Montrer que les deux constructions suivantes permettent de tracer le rayon r´efract´e.

1) Construction de Descartes:

◦tracer les cercles de rayonsn1etn2; ◦soitMl"intersection du rayon incident avec le cercle de rayon n 1; ◦soitPl"intersection du cercle de rayonn2et de la droite orthogonale `a la surface de s´eparation passant parM; ◦le rayon r´efract´e n"est autre queOP.

2) Construction de Huygens:

◦tracer les cercles de rayons 1/n1et 1/n2; ◦soitMl"intersection du rayon incident avec le cercle de rayon 1/n1; ◦tracer la tangente enMau cercle de rayon 1/n1; ◦soitIle point d"intersection de la tangente avec la surface de s´eparation; ◦soitPl"intersection du cercle de rayon 1/n2et de la se- conde tangente trac´ee; ◦le rayon r´efract´e n"est autre queOP. ???Ex-O1.4Dispersion par le verre

Le tableau ci-contre donne les longueurs d"onde,

dans le vide, de deux radiations monochroma- tiques et les indices correspondants pour deux types de verre diff´erents.

Couleurλ0(nm)n(crown)n(flint)

rouge656,31,5041,612 bleu486,11,5211,671

1)Calculer les fr´equences de ces ondes lumineuses. D´ependent-elles de l"indice du milieu?

On prendrac0= 2,998.108m.s-1.

Exercices d"Optique2008-2009

2)Calculer les c´el´erit´es et les longueurs d"onde de la radiation rouge dans les deux verres.

3)a) Un rayon de lumi`ere blanche arrive sur un dioptre plan air-verre,

sous l"incidencei= 60◦. L"indice de l"air est pris ´egal `a 1,000. Rappeler les lois deDescartesrelatives `a la r´efraction de la lumi`ere. b) Calculer l"angle que fait le rayon bleu avec le rayon rougepour un verre crown, puis pour un verre flint. Faire une figure. c) Quel est le verre le plus dispersif? i r R rB ???Ex-O1.5Relation entre l"indice et la longueur d"onde

On mesure l"indice d"un verre pour

diff´erentes longueurs d"onde (dans le vide) :

λ(nm)400500600700800

n(λ)1,5001,4891,4821,4791,476 On veut d´eterminer les coefficientsAetBde la relation deCauchy:n(λ) =A+Bλ2.

1)D´eterminer les unit´es deAet deB.

2)Expliquer pourquoi il ne faut pas ´etudiernen fonction deλ, maisnen fonction de1

λ2.

3) `A l"aide d"une calculatrice, d´eterminerAetBpar r´egression lin´eaire.

4)En d´eduirenpourλ= 633nm.

???Ex-O1.6Courbure d"une fibre optique Une fibre optique est constitu´e d"une ˆame en verre d"indicen1= 1,66 et de diam`etred= 0,05mmentour´ee d"une gaine en verre d"indicen2= 1,52. On courbe la fibre ´eclair´ee sous incidence normale. Quel est est le rayon de courbureRminimal pour lequel toute la lumi`ere incidente traverse la fibre?

R´ep :Il fautR >d

2.n1+n2n1-n2

???Ex-O1.7Flotteur Un disque en li`ege de rayonrflotte sur l"eau d"indicen; il soutient une tige plac´ee perpendiculairement en son centre. Quelle estla longueur hde la partie de la tige non visible pour un observateur dans l"air?

Citer les ph´enom`enes mis en jeu.

R´ep. :h=r⎷

n2-1. ???Ex-O1.8Le point de vue du poisson Un poisson est pos´e sur le fond d"un lac : il regarde vers le haut et voit `a la surface de l"eau (d"indicen= 1,33) un disque lumineux de rayonr, centr´e `a sa verticale, dans lequel il aper¸coit tout ce qui est au-dessus de l"eau.

1)Expliquer cette observation.

2)Le rayon du disque estr= 3,0m.`A quelle profondeur se trouve le poisson?

R´ep. :h= 2,6m.

???Ex-O1.9Lame `a faces parall`eles

On consid`ere une lame `a faces parall`eles en verre (indicen) plong´ee dans l"air. Elle peut ˆetre

consid´er´ee comme l"association de deux dioptres plans parall`eles. Il y a donc stigmatisme approch´e dans les conditions deGauss(Cf. le¸con suivante).

1)Faire une figure montrant qu"un rayon d"incidenceia subi `a sa sortie un simple d´eplacement

d"une distanced=e.sin(i-r) cosr(rest l"angle de r´efraction `a la premi`ere r´efraction;eest l"´epaisseur de la lame).

2)Montrer que la position de l"image est telle queAA?=e(1-1

n) et que ce d´eplacement appa- rent a lieu dans le sens de la lumi`ere. CalculerAA?pour une vitre d"´epaisseur 1mm. Conclusion?

2http ://pcsi-unautreregard.over-blog.com/qadripcsi@aol.com

2008-2009Exercices d"Optique

???Ex-O1.10Indice d"un liquide

Une cuve en verre a la forme d"un prisme de

section droite rectangle isoc`ele. Elle est pos´ee horizontalement sur une des arˆetes de longueur ldu triangle isoc`ele, et le sommet oppos´e `a ce cˆot´e est ouvert pour permettre de remplir la cuve d"un liquide transparent d"indicen. Un pinceau de lumi`ere est envoy´e horizontale- ment sur la face verticale de la cuve, dans un plan de section droite, `a la hauteurl 2.

Ce rayon ´emerge au-del`a de l"hypoth´enuse et rencontre en un pointPun ´ecranEplac´e vertica-

lement `a la distancelde la face d"entr´ee du dispositif. On n´eglige l"effet dˆu aux parois en verre

sur la propagation du pinceau de lumi`ere.

1)Quelle limite sup´erieure peut-on donner `a la valeur de l"indice?

2)Quel est l"indicendu liquide contenu dans la cuve en fonction delet dez?

3)A.N. : calculernavec :l= 30cmetz= 6,7cm.

2 sin?

i+ arctan?l-2zl?? ;3)n= 1,36 (´ethanol peut-ˆetre). ???Ex-O1.11Deux prismes accol´es Deux morceaux de verre taill´es sous forme de tri- angles rectangles et isoc`eles d"indices respectifsNetn ont leur faceABcommune. Un rayon incident frappe ADsous une incidence normale, se r´efracte enI1, se r´efl´echit enI2puis ressort enI3sous l"incidencei. Les valeurs deNetnsont telles que la r´eflexion soit totale enI2.

1)´Ecrire la relation deSnell-Descartesaux pointsI1etI3.

2)Quelles relations v´erifient les anglesretα;αetβ?

3)Quelle relation v´erifientNetnpour que la r´eflexion soit limite enI2?

CalculerN,r,α,βetipourn=3

2quand cette condition limite est r´ealis´ee.

On appelleN0cette valeur limite deN. Pour que la r´eflexion soit totale enI2,Ndoit-il ˆetre plus grand ou plus petit queN0?

4)´Ecrire la relation v´erifi´ee parNetnpour que l"angleisoit nul. Que vautN?

Solution Ex-O1.4

1)νR= 4,568.1014Hz,νB= 6,167.1014Hz.

Les fr´equences ne d´ependent pas du milieu.

2)c=c0

n, et donc :λ=cν=c0ν1n=λ0n. •Dans le verre de crown : c

R= 1,993.108m.s-1

etλR= 436,3nm. •Dans le verre de flint : c

R= 1,86.108m.s-1

etλR= 407,1nm.

3)a) Le rayon r´efract´e est dans le plan d"in-

cidence etnsini=n?sinr. b)•Pour le verre de crown : r

R= 35,16◦etrB= 34,71◦: le rayon bleu

est plus d´evi´e que le rayon rouge. L"angle entre le rayon rouge et le rayon bleu vaut

Δr= 0,45◦

•Pour le verre de flint : r

R= 32,50◦etrB= 31,22◦: le rayon bleu

est plus d´evi´e que le rayon rouge. L"angle entre le rayon rouge et le rayon bleu vaut

Δr= 1,28◦

c)→Le" flint » est un verre plus dispersif que le " crown » car l"angle entre les deux rayons est le plus important. qadripcsi@aol.comhttp ://pcsi-unautreregard.over-blog.com/3

Exercices d"Optique2008-2009

Solution Ex-O1.5

1)nn"a pas d"unit´e, doncAn"a pas d"unit´e

etBa la mˆeme unit´e queλ2,i.ele m`etre carr´e (m2).

2)n(λ) n"est pas une fonction affine, en

revanchen?1

λ2?est une fonction affine d"or-

donn´ee `a l"origineAet de coefficient directeur B.

3)A= 1,468

etB= 5,2.10-15m2.

4)n(633nm) = 1,468 +5,2.10-15

(633.10-9)2 soitn= 1,481

Solution Ex-O1.8

1)Par application du principe du retour in-

verse de la lumi`ere, l"oeil du poisson voit la zone de l"espace d"o`u il peut ˆetre vu.

Le poisson voit donc tout l"espace situ´e dans

l"air au travers d"un cˆone de sommet son oeil et de demi-angle au sommet ´egal `a l"angle li- mite de r´efraction pour le dioptre Eau/Air. En dehors de ce cˆone, il y a r´eflexion totale.2)il= arcsinnairneau= arcsin11,33≈49◦, le poisson voit donc l"espace situ´e au-del`a de la surface de l"eau sous un cˆone d"angle 98quotesdbs_dbs48.pdfusesText_48