Contrôle n°1
Titre de l'évaluation préliminaire : Optique géométrique et optique physique .....
On y trouve aussi les étapes de construction d'un sujet d'examen et les ...
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Nom : Durée : 2h00
Prénom : Devoir surveillé n°1 1ère S Samedi 01/10/2016 (22 pts) Classe :
Informations importantes : La calculatrice est autorisée, les réponses doivent être justifiées, la précision des résultats correspondra à celle des données.
Exercice 1 : L'il
Associer à chaque numéro la légende appropriée.
Où se forme l'image dans l'il ?
Comment l'il fait-il pour garder une vision nette lorsque la distance avec l'objet regardé varie ? Comment se nomme ce phénomène ?
Comment se nomme le phénomène physique qui permet à des instruments optiques comme l'il de fonctionner ?
Lorsqu'on modélise l'il pour pouvoir étudier son fonctionnement, par quoi remplace-t-on la partie ( ?
Un objet AB est placé à 1,0 m d'un observateur. Cet objet donne une image nette inversée A'B' de 3,0 mm de haut sur le fond de chaque il.
6.1. Sachant que la profondeur d'un il humain (entre (et () est d'environ 1,7 cm, déterminer la hauteur AB de l'objet.
6.2. Calculer dans ces conditions la distance focale de l'il et en déduire savergence.
Exercice 2 : Bricolage
Un enfant fabrique un appareil photo à l'aide d'une boite en carton et d'une lentille dont il fixe le centre optique à une distance D = 40 mm du fond de la boite. L'enfant dispose alors dans une chambre noire un morceau de film photographique sur le fond de la boite et bouche l'objectif de l'appareil avec un cache opaque.
Enfin, il sort de chez lui, pose l'appareil sur un support immobile et retire le cache. Au bout de quelques secondes, il remet le cache et retourne dans la chambre noire pour révéler la photo ainsi prise.
D'après le schéma de l'appareil, la lentille utilisée est-elle convergente ou divergente ? Justifier.
Comment se nomme la droite en pointillés passant par le centre optique de la lentille ?
Sachant que la distance focale de la lentille utilisée est de 40 mm, une photo de la Lune avec cet appareil sera-t-elle nette ou floue ? Justifier.
Comment se nomme la pièce A de l'appareil ? Quelle est son rôle ?
Quel nom donne-t-on à l'équivalent de A dans l'il ? Même question pour le film photographique.
Exercice 3 : Optique géométrique
On dispose d'une lentille convergente de distance focale f ' = 12,0cm. L'objet est un jouet (arbre) de hauteur AB.
Placer les foyers objet et image sur le schéma ci-dessous en tenant compte de l'échelle imposée.
Construire alors l'image A'B' du jouet par la lentille.
Déterminer graphiquement les grandeurs EMBED Equation.3 , EMBED Equation.3 et EMBED Equation.3 . Déduire de ces valeurs le grandissement (.
Calculer à l'aide de la formule de conjugaison la grandeur EMBED Equation.3 .
Correction DS1
Correction exercice 1 : L'il 8 pts
(: Cristallin
(: Iris
(: Rétine 1,5pt
L'image se forme sur la rétine. 0,5pt
Le cristallin se déforme de manière à modifier sa vergence : c'est l'accommodation. 1pt
C'est la réfraction. 0,5pt
La partie (est modélisée par un diaphragme. 0,5pt
6.1. On peut utiliser Thalès ou la formule du grandissement :
EMBED Equation.3 ( EMBED Equation.3
( EMBED Equation.3 2pts
6.2. En utilisant la formule de conjugaison on a :
EMBED Equation.3
( EMBED Equation.3
( EMBED Equation.3
D'où EMBED Equation.3 2pts
Correction exercice 2 : Bricolage 3 pts
La lentille utilisée est plus épaisse en son centre que sur les bords : c'est une lentille convergente. 0,5pt
C'est l'axe optique. 0,5pt
Comme D = f ', seul un objet situé loin (et idéalement à l'infini) sera net sur la photo car comme ses rayons arriveront sur la lentille en étant parallèles entre eux, ils convergeront donc dans le plan focal image de la lentille, c'est à dire précisément sur le film. Ainsi, la photo de la Lune sera nette.1pt
La pièce A est le diaphragme. Son rôle est, entre autre, de limiter la quantité de lumière pénétrant dans l'appareil photo. 0,5pt
L'équivalent de A dans l'il se nomme iris. Le film photo fait office de rétine. 0,5pt
Correction exercice 3 : Optique géométrique 6 pts
2pts
c. Mesures de grandeurs algébriques :
EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 2pts
d. Calcul de EMBED Equation.3 :
EMBED Equation.3 ( EMBED Equation.3 ( EMBED Equation.3 ( EMBED Equation.3
( EMBED Equation.3 soit 21,0cm 2pts
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(
(
(
D
A
Objectif
Film
A
B
O
4 cm
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A
B
A'
B'
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4 cm
A'
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F'
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