Évaluation écrite 1 : 1S : 1617

ÉVALUATION ÉCRITE 2 : 1S : 1617
1. Optique ; construction géométrique (à faire sur le polycopié).
La distance focale d'une lentille vaut f' = 30 cm. En utilisant et complétant le schéma ci-dessous,
construisez l'image A'B' de l'objet AB, situé à 50 cm de la lentille.
Déterminez la distance du centre optique de la lentille à l'image
L’échelle est de 5 cm pour 50 cm , soit 1 cm(s) / 10 cm(r)
On mesure sur le graphe, après construction, OA' = 7,5 cm soit 75 cm dans la réalité.
Donnez la valeur du grandissement γ.
Le grandissement mesuré vaut 3 cm / 2 cm = 1,5
B
(L)
3,0 cm
O
A
7,5 cm
.......
A'
5,0 cm
B'
2. Formules de conjugaison.
Reprenez les deux questions précédentes en utilisant les formules de conjugaison des lentilles minces.
1
1
1
OF '
OA
OF ' + OA
1
1
1
=
+
=
+
=
−
+
=
=>
OA
OA '
OF '
OA '
OA OF '
OA OF' OF ' OA
OA OF '
OF ' OA
− 30 × 50
1500
=
=
= 75 cm
soit OA ' =
OA + OF '
− 50 + 30
20
OA '
75
=
= 1,5
Le grandissement vaut γ =
OA
−50
3. Verres correcteurs.
L'ophtalmologue vous a prescrit l'ordonnance suivante :
Une monture avec verres correcteurs :
œil droit : +2,50 δ
œil gauche : +2,00 δ
3.1. Précisez à quelle grandeur correspond la prescription.
La prescription donne les vergences C = 1 des lentilles correctrices.
OF '
Vous êtes allés chez l'opticien qui vous a fourni les lunettes correspondantes.
3.2. Décrivez une expérience (mise en œuvre et résultats escomptés) permettant de vérifier si l'opticien ne
s'est pas trompé.
On réalise l'image d'un objet éloigné (par exemple sur un mur qui sert d'écran) ; on mesure la
distance entre la lentille et le mur : c'est la distance focale de la lentille.
1
1
= 0,40 m pour le verre droit, et f ' =
= 0,50 m pour le
On doit obtenir f ' =
2,50 δ
2,00 δ
verre gauche.
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4. Étude de documents : commentaire rédigé.
Pierre, préparant le niveau 3 de plongée sous-marine
pendant ses vacances, doit réaliser des plongées à des
profondeurs allant jusqu’à 60 m. Lors de ses premières
plongées en profondeur, il constate, avec surprise,
qu’entre 10 m et 30 m de profondeur, les poissons et les
végétaux lui paraissent bleu-vert. De plus, il précise qu’à
des profondeurs plus importantes (60 m), là où l’intensité
lumineuse (mesurée en lux) est inférieure à 100 lux, il n’a
plus aucune perception des couleurs.
On cherche à comprendre l’évolution de la perception des couleurs par Pierre lors de sa plongée.
Document 1 : éclairement en fonction de la profondeur pour certaines couleurs
On mesure l’éclairement reçu par un capteur placé à différentes profondeurs pour trois longueurs d’onde.
Pour chaque longueur d’onde, on détermine à différentes profondeurs le rapport (exprimé en %) de la
mesure d’éclairement sur la mesure obtenue en surface.
▲ Aide à la lecture du graphique :
pour la couleur verte de longueur d’onde égale à 550 nm, à 10 m de profondeur, le capteur reçoit 60 % de la lumière arrivant
à la surface.
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Document 2 : sensibilité des photorécepteurs rétiniens
Pour différentes longueurs d’onde, chaque type de photorécepteur a été soumis à une intensité lumineuse
(mesurée en lux) croissante. Le graphique représente l’intensité lumineuse minimale à partir de laquelle le
photorécepteur réagit.
▲ Aide à la lecture du graphique :
pour la longueur d’onde égale à 550 nm, le photorécepteur C3 réagit pour
une intensité lumineuse supérieure à 103 lux.
Dans les conditions de sa plongée Pierre reçoit une lumière
d’intensité de :
– 104 lux à 30 m de profondeur,
– 102 lux à 60 m de profondeur.
Document 3 : le cercle chromatique ►►►►►►►►►►
Lors de son entraînement à 60 m de profondeur, Pierre pêche un poisson, qui lui semble gris. Lors de sa
remontée, il constate qu’à la profondeur de 30 m, le poisson lui apparaît de couleur bleue tandis qu’à la
surface il est de couleur magenta.
Expliquez l’évolution de la perception des couleurs du poisson par Pierre au cours de sa plongée.
Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui
intègrent, entre autres, les connaissances acquises dans les différents champs disciplinaires).
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On peut remarquer en préalable que le document 1 nous donne des indications sur la lumière "telle
qu'elle est" en fonction de la profondeur (évolution de l'absorption de la lumière en fonction de
l'épaisseur d'eau traversés pour trois couleurs différentes), alors que le document 2 nous donne des
indications sur la sensibilité de l’œil aux couleurs (sensibilité des trois types de cônes R, V, B et des
bâtonnets) ; le document 3 résume les connaissances sur le principe de la synthèse additive et
soustractive des couleurs (couleurs primaires et secondaires).
Le poisson est magenta à la surface.
À 30 m de profondeur, le document 1 nous indique que la couleur Rouge a été absorbée par l'eau
"au dessus" alors que la couleur Verte a été absorbé partiellement (il reste 20%) et la couleur Bleue
très peu (il reste environ 85%)
Le poisson Magenta apparaît donc Magenta-Rouge, c'est à dire Bleu.
Poisson magenta à la surface
R
V
B
Éclairé en lumière "sans rouge"
R
V
B
Couleur apparente à 30 m
R
V
B
Au delà de 60 m, on peut considérer que le Rouge et le Vert on été absorbés et que seule la couleur
Bleue existe encore (si on prend une photo tout apparaîtra bleu).
Mais le document 2 nous apprend que les cônes sensibles au Bleu le sont très peu (la couleur Bleue
est difficilement distinguable dans la vie courante, comparées aux autres), et qu'en plus, à 60 m de
profondeur, la luminosité n'est plus que de 100 lux, ce qui est insuffisant pour exciter les cônes C1
sensibles au Bleu (et même les autres), mais suffisant pour exciter les bâtonnets B beaucoup plus
sensibles : la discrimination colorée due à l’excitation des cônes ne peut se faire dans ces conditions
d'éclairement, Pierre voit donc "en noir et blanc" (comme dans les vieux films).
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