miroirs

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TS Spécialité - Miroirs
MIROIRS
Banc optique, miroir plan et sphérique concave, lentille convergente, écran
logiciel optgéo
INTRODUCTION
Le miroir est un système optique utilisant le phénomène de réflexion de la
lumière grâce à une face réfléchissante
métallique.
La forme de celui-ci influe sur ses propriétés
optiques.
Parmi les nombreuses utilisations on peut citer
le four solaire ou la fabrication des télescopes.
Nous allons étudier le fonctionnement des
miroirs sphériques concaves convergents.
PRE REQUIS
•
Loi de la réflexion
•
Image donnée par un miroir plan
EXPÉRIMENTATION
I. Simulation (45 min)
miroir plan (10 min)
1. En utilisant le logiciel OPTGEO, construire l'image d'un point source A.
Vérifier que le point image est bien le symétrique de A par rapport au plan du miroir.
2. Que peut-on en déduire de la taille de l'image ?
Miroir sphérique concave (35 min)
¤ Dans cette partie on s'efforcera de travailler le plus possible dans les conditions de GAUSS. A savoir :
- rayons peu incliné par rapport à l'axe optique
- rayons peu éloignés du sommet S du miroir
1. Construire le miroir
2. A l'aide d'un faisceau parallèle à l'axe optique, en déduire la position du foyer F et surtout la
relation entre CS (distance centre-sommet) et FS (distance foyer- sommet)
Lycée Emile LOUBET, Valence
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¤ On étudie maintenant l'image donnée par le miroir d'un objet AB, perpendiculaire à l'axe optique et
dont le point A est situé sur cet axe (pour la simulation, on peut se contenter de trouver l'image de B,
pour ne pas surcharger le schéma)
3. Pour chaque cas, donnez les caractéristiques de l'image obtenue (faire un tableau) et imprimez la
simulation :
•
A : objet "avant" le centre C
•
B : objet situé entre le centre C et le foyer F
•
C : objet dans le plan focal
•
D : objet entre le foyer F et le sommet S du miroir
Détermination de la distance focale : FS (40 min)
Méthode N°1 (20 min)
1. A l'aide de la simulation précédente, déterminer la relation entre la distance plan objet – sommet
(AS) et la distance focale (FS) lorsque l'image possède la même taille que l'objet.
AS = .................................
2. Utilisez cette information pour mesurer , avec le banc optique, la distance focale
FS = ......................... cm = ........................... m
Méthode N°2 (20 min)
¤ Rappel : si le faisceau incident est parallèle à l'axe optique, les rayons convergent au foyer.
1. En utilisant la lentille convergent L, imaginez un protocole et réalisez l'expérience pour mesurer la
distance focale
protocole :
FS = ......................... cm = ........................... m
Lycée Emile LOUBET, Valence
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