Correction du DS3

1ère L
Devoir n°3 de sciences physiques
Nom: Prénom:
Pour leur TPE, Jules et Ninon ont décidé de réaliser un documentaire sur les oiseaux. Pour cela, ils vont
passer la journée au bord du lac de Maine. Jules veut prendre la vieille caméra de son père mais une des
lentilles est cassée. Dans la boîte, il a à sa disposition plusieurs lentilles de remplacement.
Une des lentilles de remplacement à une vergence égale à + 50 .
Question 1 : ( /6,5 points)
1.1. Nommer l’unité de la vergence.
1.2. Nommer le type de cette lentille. Justifier.
1.3. Citer une autre méthode permettant de reconnaître le type de lentille correspondant à la lentille de
remplacement.
1.4. Donner le schéma de représentation de ce type de lentille.
1.5. Démontrer que la distance focale de cette lentille est égale à 2 cm.
1.6. Compléter le schéma ci-dessous en y ajoutant : le centre optique O de la lentille, le foyer image F’, le foyer
objet F. Compléter aussi le schéma de la lentille. (Le schéma se fera à taille réelle).
1.7. Tracer l’image d’un objet AB de 1 cm situé à 5 cm de la lentille.
1.8. Quelle sera la taille de l’image ?
Constatant que la lentille n’est pas assez convergente, Jules regarde les autres qu’il a à sa disposition.
Question 2 : ( /1 point)
Quelle lentille va-t-il choisir afin de réparer sa caméra ? Justifier.
Arrivés au bord du lac, ils observent les oiseaux.
Voici 4 étapes des observations de Jules.
1- il regarde un oiseau proche, son œil n’a pas le temps d’accommoder,
2- puis, après avoir accommodé, une image nette de l’oiseau se forme sur la rétine,
3- son regard se porte alors sur un oiseau très éloigné, sans relâchement de l'accommodation,
4- enfin, l'œil relâche son accommodation pour observer l’oiseau situé au loin.
Question 3 : ( /3 points)
3.1. Remettre ces images dans l’ordre sachant que Jules n’a aucun problème de vue.

3.2. Cocher la ou les affirmations vraies.
Lorsque l’œil accommode, on observe que le cristallin se bombe rendant l’œil moins divergent.
Lorsque l’œil accommode, on observe que le cristallin se bombe rendant l’œil plus convergent.
Lorsque l’œil accommode, on observe que le cristallin se bombe rendant l’œil moins convergent.
3.3. Cocher la ou les affirmations vraies :
Pour observer un objet très éloigné, l’œil n’a pas besoin d’accommoder.
Si l’œil n’accommode pas, l’image d’un objet proche se forme derrière la rétine.
L’accommodation correspond à une déformation de la rétine.
3.4. Cocher la ou les affirmations vraies :
L’œil est un système optique à distance focale fixe.
L’œil est un système optique à distance focale variable.
Lors de l’observation d’un objet très éloigné, le foyer image se trouve sur la rétine.
Lors de l’observation d’un objet très éloigné, le foyer image se trouve devant la rétine.
Contrairement à Jules, Ninon ne voit pas bien l’oiseau qui est très éloigné.
Question 4 : ( /2 points)
4.1. De quel problème de vue souffre-t-elle ?
4.2. Pourquoi son problème fait qu’elle ne voit pas l’oiseau
nettement ? Explique
4.3. Quel type de verres correcteurs devrait-elle porter ?
Une surface d'eau, comme la surface du lac, modifie le
trajet des rayons de lumière. Jules peut voir en même temps
un caillou dans l'eau et un avion dans le ciel.
Question 5 : ( /1,5 point)
5.1. Associer à chacun des rayons lumineux 1 et 2 un des mots
suivants : réfraction, persistance rétinienne, réflexion.
5.2. Placer le caillou là où Jules aura l’impression de le voir. (Faire
en sorte que cela soit visible).
Ils observent également une rainette. A la lumière du soleil, elle apparaît verte.
Question 6 : ( /3,5 points)
6.1. Quelles sont les lumières colorées qui délimitent le spectre de la lumière blanche ?
Donner les valeurs des longueurs d’onde correspondantes.
6.2. Quelle(s) lumière(s) colorée(s) sont diffusées par la grenouille ?
6.3. De quelle couleur apparaîtrait-elle éclairée en lumière magenta ? Justifier.
Le ralenti et l’accéléré cinématographiques sont des artifices grâce auxquels les mouvements à l’écran
paraissent beaucoup plus lents ou plus rapides que dans la réalité. Ils sont utilisés pour obtenir des effets de
trucage mais aussi pour l’analyse de phénomènes rapides (mouvements de sportifs…) ou pour l’analyse de
phénomènes lents (croissance d’une plante…)
Jules et Ninon filment à la fréquence de 48 images par seconde l’envol d’un oiseau pendant dix secondes.
Rentrés chez eux, ils visualisent la vidéo.
Question 7 : ( /1,5 point)
7.1. Combien de temps dure la projection de cette séquence à la fréquence de 24 images par seconde ? Justifier.
7.2. En déduire si le mouvement de l’oiseau paraît ralenti ou accéléré.
Après tant de travail, Jules et Ninon ont décidé de sortir s’amuser en discothèque. Lors d’une danse, ils sont
éclairés par un stroboscope (la fréquence des éclairs est notée féclairs). Jules monte et descend ses bras de
façon régulière et rythmée (la fréquence de ses bras est notée fbras). Ninon a l’illusion que les bras de Jules
sont immobiles.
Question 8 : ( /1,5 point)
Parmi les deux relations suivantes quelle est celle qui permet d’expliquer ce phénomène ? Justifier.
féclairs = fbras ou féclairs = 5fbras

Correction du DS3
Question 1 :
1.1. L’unité de la vergence est le dioptrie.
1.2. La lentille est convergente car la vergence est positive.
1.3. Les lentilles convergentes sont bombées au centre et fines sur les bords. Elles grossissent un texte. Elles
peuvent former l’image d’un objet éloigné.
1.4.
1.5. f= 1/C= 0,02 m soit 2 cm.
1.6.
1.7.
1.8. L’image va mesurer 0,6 cm.
Question 2 :
Il va choisir la lentille a) car les lentilles b) et d) sont divergentes et la lentille c) est moins convergente car elle
est moins bombée.
Question 3 :
3.1. D, C, B, A
3.2. 2ème proposition (attention un œil n’est jamais divergent : il est seulement plus ou moins convergent.)
3.3. 1ère et 2ème proposition
3.4. 2ème et 3ème proposition
Question 4 :
4.1. Elle soufre de myopie.
4.2. Son œil est trop convergent, l’image de l’oiseau se forme devant la rétine : elle voit flou.
4.3. Elle doit porter des verres divergents.
Question 5 :
5.1. 1 : réflexion 2 : réfraction
5.2. Le faire dans l’eau sur le segment en pointillés reliant l’œil à l’avion (le cerveau interprète la lumière comme
venant d’une ligne droite).
Question 6 :
6.1. Le rouge :  = 800 nm et le violet:  = 400 nm délimitent le spectre de la lumière blanche.
6.2. Elle diffuse la lumière verte.
6.3. Eclairée en magenta, elle reçoit les lumières rouge et bleue. Or, elle ne peut diffuser que la lumière verte. Elle
va donc absorber les lumières rouge et bleue reçu et ne rien diffuser. Elle apparaîtra noire.
Question 7 :
7.1. La fréquence va être deux fois moins grande, les images vont donc mettre deux fois plus de temps à défiler (24
images en 1 seconde au lieu de 48). La projection va durer deux fois plus de temps soit 20 secondes.
7.2. Le mouvement de l’oiseau paraît ralenti.
Question 8 :
féclairs = fbras car entre deux éclairs, les bras auront eu juste le temps de faire un aller-retour : en apparence, ils
n’auront pas bougé. (La seconde est fausse car les éclairs sont 5 fois plus rapides que les bras : 1/5 d’aller-retour
entre 2 éclairs).
0
F
F’

Correction du DS3
Question 1 :
1.1. L’unité de la vergence est le dioptrie.
1.2. La lentille est convergente car la vergence est positive.
1.3. Les lentilles convergentes sont bombées au centre et fines sur les bords. Elles grossissent un texte. Elles
peuvent former l’image d’un objet éloigné.
1.4.
1.5. f= 1/C= 0,02 m soit 2 cm.
1.6.
1.7.
1.8. L’image va mesurer 0,6 cm.
Question 2 :
Il va choisir la lentille a) car les lentilles b) et d) sont divergentes et la lentille c) est moins convergente car elle
est moins bombée.
Question 3 :
3.1. D, C, B, A
3.2. 2ème proposition (attention un œil n’est jamais divergent : il est seulement plus ou moins convergent.)
3.3. 1ère et 2ème proposition
3.4. 2ème et 3ème proposition
Question 4 :
4.1. Elle soufre de myopie.
4.2. Son œil est trop convergent, l’image de l’oiseau se forme devant la rétine : elle voit flou.
4.3. Elle doit porter des verres divergents.
Question 5 :
5.1. 1 : réflexion 2 : réfraction
5.2. Le faire dans l’eau sur le segment en pointillés reliant l’œil à l’avion (le cerveau interprète la lumière comme
venant d’une ligne droite).
Question 6 :
6.1. Le rouge :  = 800 nm et le violet:  = 400 nm délimitent le spectre de la lumière blanche.
6.2. Elle diffuse la lumière verte.
6.3. Eclairée en magenta, elle reçoit les lumières rouge et bleue. Or, elle ne peut diffuser que la lumière verte. Elle
va donc absorber les lumières rouge et bleue reçu et ne rien diffuser. Elle apparaîtra noire.
Question 7 :
7.1. La fréquence va être deux fois moins grande, les images vont donc mettre deux fois plus de temps à défiler (24
images en 1 seconde au lieu de 48). La projection va durer deux fois plus de temps soit 20 secondes.
7.2. Le mouvement de l’oiseau paraît ralenti.
Question 8 :
féclairs = fbras car entre deux éclairs, les bras auront eu juste le temps de faire un aller-retour : en apparence, ils
n’auront pas bougé. (La seconde est fausse car les éclairs sont 5 fois plus rapides que les bras : 1/5 d’aller-retour
entre 2 éclairs).
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