1° S - TP de physique n° 5 :

1° S - TP de physique n° 5 :
OBSERVER DES IMAGES
Objectif : observer et construire l'image d'un objet donnée par un miroir plan.
I. Rappels d'optique
1. Qu'est-ce qu'un milieu transparent ? Opaque ? Translucide ?
2. Rappeler le principe de propagation rectiligne de la lumière.
3. Qu'est-ce qu'un rayon lumineux ? Un faisceau lumineux ?
4. Un laser émet de la lumière rouge en direction d'un écran. Un observateur est placé
perpendiculairement à la direction du faisceau lumineux (voir figure ci-dessous).
4.1. Pourquoi, dans cette position, l'observateur ne voit-il
pas le faisceau lumineux entre le laser et l'écran ?
4.2. Comment doit-il opérer pour l'observer, sans changer
de position ? Justifier votre choix.
5. Déduire de la question 4, la condition qui doit être remplie pour qu'un objet soit visible.
II. Expérience des deux bougies
1. Disposer deux bougies éteintes de part et d'autre d'une vitre verticale.
Allumer une bougie puis se placer du même côté de la vitre que la bougie allumée.
Qu'observez-vous ? Quel rôle a joué la vitre ?
2. Déplacer la bougie demeurée éteinte (derrière la vitre) jusqu'à ce qu'elle coïncide avec
cette image : que voyez-vous ? Qu'est-ce qui est réel et qu'est-ce qui est du domaine de
l'illusion ?
3. Repérer les positions des bougies et de la vitre : que remarquez-vous ? Schématiser la
situation vue de dessus.
III. Utilisation d'un miroir plan
1. Sur une feuille de papier A3, placer la boîte d’allumettes sur laquelle est collée la
figurine et le miroir verticalement.
Placez la figurine (point P) face au miroir.
Repérer, en les traçant sur la feuille de papier, les positions du miroir et du point P.
Effectuer, en regardant dans le miroir, une visée du point P' (image de P) avec deux
épingles A1 et B1 (voir figure).
Recommencer vos repérages pour une autre position de l'œil avec deux autres épingles A2
et B2.
2. Tracer les droites (A1B1) et (A2B2), en trait plein pour la partie située entre l'oeil et le
miroir et en pointillé pour la partie située entre le miroir et le point P'. Marquer ce point
et préciser comment il est situé par rapport à P.
3. Les droites (A1B1) et (A2B2) coupent le miroir en M1 et M2.
Tracer, en trait plein, les segments de droite [P ; M1] et [P ; M2].
A l'aide d'une équerre, tracer les normales M1N1, M2N2 à la surface du miroir et mesurer
au rapporteur les angles PM1N1 et N1M1B1, d’une part et les angles PM2N2 et N2M2B2,
d’autre part. Que constatez-vous ?
4. L'image P' de l'objet P est-elle réelle ou est-ce une illusion ? Pourquoi ?
5. Peut-on encore voir une image si l'objet est en dehors du miroir ?
6. Schématisez la zone de vision de l’image (zone de l'espace où doit être votre œil pour
que vous puissiez observer l’image) si :
- l'objet est en face du miroir ;
- l'objet est en dehors du miroir.