PHYSIQUE - OPTIQUE Examen terminal du 6 janvier 2011 –MIEE

UNIVERSITE DE RENNES 1 2010-2011
Licence STS, L1
PHYSIQUE - OPTIQUE
Examen terminal du 6 janvier 2011 –MIEE
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réponses – La feuille de figures est à rendre avec la copie.
Questions de cours (indépendantes)
a) Enoncez une relation de conjugaison du dioptre sphérique (avec origine au sommet ou
au centre).
b) Définir le grandissement transversal et le grossissement d’un instrument.
c) Par un tracé de rayons sur la figure 1, indiquez clairement la position de l’image
donnée par le miroir de l’objet AB.
Exercice 1. Microscope
On établit tout d’abord les formules de Newton qui sont utiles pour l’étude du microscope. On
considère une lentille mince de distance focale image
f
′
et un objet réel AB tels que
représentés sur la figure 2.
a) Par un tracé de rayons, trouvez la position de l’image
A B
′ ′
sur la figure.
b) A l’aide de ce schéma, retrouvez les deux formules donnant le grandissement
transversal en fonction de
FA
ou de
F A
′ ′
.
On considère maintenant le microscope représenté schématiquement sur la figure 3. Les
caractéristiques de l’instrument sont : longueur de tube
1 2
FF
′
∆ =
= 160 mm et grandissement
de l’objectif γ = −20. On suppose que l’observateur est emmétrope et n’accomode pas.
c) Tracez la marche des rayons lumineux indiqués sur la figure, jusqu’à la sortie du
système.
d) Donnez une expression littérale de la position
1
FA
de l’objet.
e) Calculez la distance focale image de l’objectif. Application numérique.
Exercice 2. L’œil, correction de la presbytie
On modélise l’œil par une lentille mince convergente de distance focale variable, placée dans
l’air, dont le centre O est placé à 17,0 mm de la rétine R (
OR
= 17mm). Un œil emmétrope au
repos donne d’un objet AB situé à l’infini une image
A B
′ ′
sur la rétine.
a) Quelle est la distance focale image
f
′
de l’œil au repos ?
b) Sachant qu'un œil emmétrope accomode de 25,0 cm (punctum proximum) à l'infini
(punctum remotum), calculez le domaine de variation de cette distance focale.
La presbytie est due au vieillissement du cristallin et entraîne une réduction du domaine de
variation de la distance focale. On suppose ici que le punctum proximum est à 50,0 cm.
c) La correction consiste à utiliser un verre de lunette (lentille mince) placée juste devant
l’œil pour que la vision à nouveau soit nette à 25 cm. Quelle conjugaison doit assurer
la lentille de correction ? Quelle est sa distance focale image ?

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Examen terminal du 06/01/2011 – MIEE
Figure 1 : miroir sphérique
Figure 2 : lentille mince
Figure 3 : microscope