optique examen

Université Sultan Moulay Slimane
Faculté Polydisclplinaire
Béni Mellal
Examen: session ordinaire
ntitulé
du
module:
Optique
géométrique
Année universitaire
2019/2020
Filières: SMPC& SMIA
BENT MELL
CIPLINARE
POLD
Durée: 1 Heure 30 min
Une seule réponse est correcte. Une réponse fausse ou plusieurs réponses, à la question, vaut un zéro.
Exercicel
Q1. On dit qu'on est dans l'approximation de l'optique géométrique (A.0.G) si le phénomène
suivant est négligé : (lpt)
A: Diffusion.
B:Réflexion.
C: Réfraction. D: Diffraction.
Exercice 2
On considère
un
faisceau de
lumière
monochromatique
de
longueur
d'onde
A qui
tra-
verse
une
fente
rectangulaire
de
largeur
D.
Q2.
L'approximation
de
l'optique
géométrique
(A.O.G)
consiste
à écrire: (1pt)
A: = D. B:A>>D. C:A<<D.
D:1 =-D
Exercice3
Q3.
Dans
un
milieu
transparent
linéaire
homogène
et
isotrope
la
lumière
se
propage
suivant un chemin: (lpt)
A: Courbé. B:Circulaire.
C: Rectiligne. D:Curviligne.
X
Exercice 4: Le spectrographe à prisme
Un
prisme,
constitué
par
un
matériau
transparent,
homogène, isotrope,
d'indice
(n(Ap) >
1)
pour
la
radiation
Ap
=
589,3
nm
(valeur moyenne
du
doublet
jaune
du
sodium),
se
trouve
plongé
dans
l'air
dont
l'indice
sera pris
égal
à1,
figure
(1).
Q4.
Les
angles
A
et
D
vérifient:
(2pts)
A:A=r-ret
D =
A-(i+i').
B:
A =
r+r'
et D =
i
+i'-
AX
C:A=
r+ret
D
=A-(i
+i').
D: A
=r
-
r'
et D =
i+i'-
A
Q5.
Les
relations
entre
les
angles i
etr
d'une
part,
puis i'
et
r'
d'autrepart vérifient:
(lpt)
A:
nsin(i)
=
sin(r)
et nsin(i')
=
sin(r).
B:
sin(i)
=
-nsin(r)
et
sin(i')
=
-nsin(r).
XC:sin(i)
=
nsin(r)
et
sinti')
=
nsin(r)a
D:
sin(i)
=
sin(r)
et
sin(i')
=
sin(r).

D
Figure 1
En désignant par Ry l'angle de réfraction limite, montrer que les rayons qui pénètrent
dans le
prisme
n'émergent
qu'aux
conditions
suivantes:
Q6. Condition sur l'angle A du prisme
AskjR, où ki est un facteur numérique que l'on déterminera. (2pts)
A:k
=
0.5.
B:k = 1 C:k =
2
D:k
=
2,5.
Q7. Condition imposée à l'angle i du rayon incident: (2pts)
io isavec io = arcsinlk>sinA - R)] où k est un facteur que l'on explicitera en
fonction de l'indice du milieu n.
A:
k=
n.B:ka
=0,
5n.
C:k
D:
k2
=2n.
Expérimentalement, en lumière monochromatique, on met en évidence l'existence
d'un minimum de déviation, noté Dn quand l'angle d'incidence i varie. Le tracé du
rayon lumineux est alors symétrique par rapport au plan bissecteur de l'angle A du
prisme. Préciser dans le cas de cette déviation minimale:
Q8. Les relations entre les angles i et i' d'une part, puis r et rd'autre part. (1pt)
A:i=i' etr= -r
C:i=-i'
etr
=
r'.
B:i=-i' etr = -r'.
D:i=i'etr = r'. X
Q9. Expliciter la relation donnant l'indice n en fonction de l'angle A du prisme et de la
déviation
minimale
Dm.
(1pt)
sin4tD,n
2
sinDn-A
sin2
A:n= --
B:n=
sin
2/4

sin A
2
A+ Dm
sin
D:n=
C:n=
sin
sin
dn
en
fonction
des
variations
élémentaires
de
l'angle
au sommet
dA
et
n
Q10. Exprimer
de
la
déviation
minimal
dDn. (3pts)
A dnAcotan cotan|+ 2 otan
dDm cotan
A
dn
B:
n
dA
Cotan
Dm-A
+cotan
||+
cotan|
A
dDcotan\|
2 2
Dm-A
cotan2cotan
aDm cotan|
dA
dn
C:
2 2 2
D: n
XD: Cotan cotan+cotan
n
Un
spectrographe
à
un
prisme
en
verre
dont
l'indice
varie
avec
la
longueur
d'onde
suivant
la
loi
empirique
de
Cauchy qui
s'écrit
dans
le
domaine
du
visible
n a 2
a et B sont des constantes.
Le prisme
est
réglé
au
minimum
de
déviation
pour
une
longueur
d'onde
A
donnée.
dDm (2pts)
Q11. Exprimer
dn
sin
R. dDm 2-
sin
A:
dn
A.aDm2-
D+ A
B:
dn
(Dm+ A
sin| 2
COs
2
sin
sin
C: dDm 2 2
Dn-A
n. dDm2
D:
dn
Sinm-A
2
dn
cos
Q12. En déduire le pouvoir dispersif angulaire (1pt)
B: dn stn
sin
sin
XA dD-2 dn Dm+ A d
diDm+A
COS 2 2
sin
C. dn Sin
D: D,dn
d
C:
dl
cos
sin

13. En déduire la couleur la plus déviée par le prisme d'une lumière blanche. (1pt)
A: Rouge.
B:Orange.
C: Bleu.
D: Jaune.
Q14.
On
donne
a = 1,5973
et
6 =
0,0106
um2.
Calculer
n(AD).
(1pt)
A:nAp) = 1,6125.
C:n(Ap) = 1,5995.
B:n(Ap) = 1,6278.
D:n(Ap) = 1,5998.

Université Sultan Moulay Slimnane
Faculté Polydisciplinaire
Béni Mellal
Année universitaire
Examen: session de rattrapage
Intitulé
du
module:
Optique géométrique
2019/2020
Filières: SMPC & SMIA
Durée: I Heure 30 min
wt MELLA
Une
seule
réponse
est
correcte.
Une
réponse
fausse
ouplusieurs
réponses, à
la
question,
vaut
un
zéro.
La
note
finale
attribué
sera
harmoniser
sur
20.
Exerciceel
On
considère
le
rayon
incident
AI
sur
la
surface
de
séparation
(E)
de
deux
milieux
trans
parents
linéaires
et
isotropes
d'indices
différents
respectivement
n/
et
n2.
Le
rayon
Al
se réfracte
en
passant
par
le
point
B.
Voir figure
(1).
A
n2
B
Figure 1
Q1. Le plan d'incidence est le plan défini par: (1pt)
A: Le plan (2).
B:Le plan perpendiculaire au rayon incident.
C: Le plan perpendiculaire au plan (2) et passant par A.
D: Le plan contenant le rayon incident et la normale au plan (2) en .
Q2. Quel est l'objectif de la loi de réfraction? (lpt)
A: Permet de définir le plan d'incidence.