Exercices d'Optique : Lentilles, Miroirs et Fibre Optique

Exercice Optique
Exercice 1
1/ Pour chaque cas de figures, compléter les rayons incidents ou émergeants
correspondants.
2. / La figure suivante, construire l’image A’B’ de l’objet AB puis compléter le
tableau.
Quelle est la distance focale
de la lentille ?
Quelle est la taille de l’objet
AB ?
Quelle est la distance
lentille-objet OA
Quelle est la distance
lentille-image OA’
Quelle est la taille de
l’image A’B’?
Quelle est la nature de
l’image A’B’
Quel est le grandissement de
la lentille
NB
: l
es valeurs sont en grandeur réelle
F
F
’
F
’
F
O
B
A
F
F
’
2cm
2cm
Echelle

Exercice 2
Soit un miroir sphérique de sommet S et de centre C. Un objet réel AB est situé sur l’axe du dioptre
(voir figure).
NB : Faire attention à l’échelle et au sens positif des mesures algébriques.
1 Déterminer le rayon SC du miroir SC=
2 Déterminer les distances AB et AS AB= AS=
3 Déterminer la position du foyer objet
en
fonction de ; donner sa valeur et placer
F sur la figure.
= A.N. =
4 Déterminer la position du foyer objet
en
fonction de , donner sa valeur et placer
F’ sur la figure.
= A.N. =
5 Construire sur la figure l’image A’B’ de l’objet AB.
6 Déterminer sur la figure la position
de l’image =
7 Déterminer la taille
de l’image =
8 Déterminer le grandissement G de l’image G=
8 Quelle est la nature de l’image A’B’
C S
2cm
2cm
B
A
Echelle
+
+

Exercice 3
Un rayon lumineux pénètre dans une fibre optique en verre de diamètre D=5 cm.
Son angle d'incidence en I0 à l’entrée de la fibre est i0= 48,18°. L’indice de
réfraction du verre est nv=1,49 et celui de l’air est na=1 et la vitesse de la lumière
dans le vide est 3.108m/s.
1/ Représenter sur la figure l’angle d’incidence i0
2/ Déterminer l’angle de réfraction r0 du rayon réfracté en O
3/ Déterminer l’angle d’incidence i du rayon OI
4/ Quelle est l’angle d’incidence limite  du verre ?
5/ Avons-nous une réflexion ou une réfraction en I
6/ Quelle l’angle entre le rayon issu de OI et la normale
7 / Construire le rayon conjugué II’ du rayon OI sur la figure I’ étant sur la surface du verre
8/ Déterminer la vitesse de la lumière dans le verre
9/ Déterminer la distance L parcourue par le rayon entre O et
I’
10/ Déduire la durée T mise par la lumière entre O et I’
D

Exercice 4
Soit un objet AB réel et droit placé devant une lentille mince convergente de distance focale
OF=OF’=2cm.(voir figure).Echelle = 1/2
NB : Faire attention à l’échelle et au sens positif des mesures algébriques.les résultats seront en
dimension réelle.
1 Placer sur la figure les foyers objet F et image F’ de la lentille convergente
2 A quelle distance OA de la lentille est placé l’objet AB
3 Déterminer la taille AB de l’objet
4 Construire sur la figure l’image A’B’ de l’objet AB
5 En se servant de la construction, déterminer la distance
OA’ de la position de l’image A’B’
6 Quelle est la taille A’B’ de l’image ?
7 Quelle est la nature de l’image ?
8 Calculer le grandissement G de la lentille
9 Donner la relation de conjugaison de la lentille
convergente
10 Déduire de la relation de conjugaison la distance OA’
de la position de l’image de A’B’
O
1cm
1cm
B
A
Echelle
+
+