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f)IUn observateur, dont l'œil est placé au foyer iinage F' d'une lentille de 5 cm de focale, regarde un objet
AB à travers la lentille. Son PR est à l'infini, son pp est à dm =25 cm.
1) O~ doit-il placer "objet (Ad pour voir nettement sans accommodation, à travers 10 lentille?
2) Où doit-if placer l'objet (Az)pour voir nettement en accommodant ou maximum, il tr'avers la lentille?
~3) Quelle est la latitude de mise au point .1 = AjA
z? .
4) Donner l'expression de l'ongle maximum, cr, sous lequel l'observateur voit un objet àl'œil nu.
On supposera cet angle petit.
5) L'observateur regarde l'objet à travers la lentille. ri veut une image nette. Montrer que l'angle cr' sou~
lequel i: le voit est indépendar,t de la position choisie.
6) Calculer le grossissement,
G, de la lentille.
NB: Le PP: punctum proximum est fe point objet, vu nettement par l'œil ~vec une accornodation maximale.
Ce point limite caractérise la distance minimale de vision distincte dm.
Le PR :punctum rémotum est le point objet vu nettement par l'œil n'ormal au repos.
L'œil voit sans accommoder les objets situés àl'infini et en accommodant les objets situés àune distance
supérieure à
do = 12,5 cm, distance minimale de vision distincte.
Un viseur est constitué
d'un objectif ~I (assimilable àune lentille mince de distance focale f{ =+ 10 cm
et de diamètre dl =3,0 cm) et d'un oculaire
22 (assimilable àune lentille mince convergente de distance
focale
J; =2,0 cm). Il est réglé de façon àviser à20 cm de la face d'entrée de l'objectif(c'est-à-dire que l'œil
regardant àtravers le viseur voit nettement et sans accommoder les objets situés dans
le plan de front situé à
20 cm devant
~l)'
1 A.II Déterminer la distance eentre ~l et ~2 ?
1 A.21 Déterminer la position et le diamètre du cercle oculaire, c'est-à-dire de l'image de l'objectifdonnée par
l'oculaire.
1 A.31 Soit AB un petit objet du plan de front situé à20 cm en avant de ~l et a' l'angle sous lequel l'observateur
voit AB àtravers
le viseur. Calculer le rapport P= a' /AB.
1 A.4j Déterminer la profondeur de champ, c'est-à-dire la région de l'espace objet que l'observateur peut voir
en accommodant àtravers le viseur.
a)
On suppose l'œil placé dans le plan focal image 22.
b) On suppose l'œil placé contre la lentille 22.

® P/l-o~~~ ~o8 >
[û~e histoire du microscope 1
6. Microscope de Van Leeuwenhoek
du grec milcros •petit. et skopein. examiner
1690: Antoine
Van Leeuwenhoek (Hollandais,1632-1723)
Bille sphérique insérée entre deuxplaques de cuivre, elle grossit de
SOx à300x. Leeuwenhoek semble même avoir été
le premier àdécrire des spermatozoides et des protozoaires sans
qu'il se soitdouté de leurfonction.
On étudie les propriétés d'une bille sphérique de verre de rayon Ret d'indice n
a. Etude qualitative
On s'en sert comme d'une loupe pour faire converger les rayons solaires.
•Définir
le mot stigmatisme.
• La bille est elle stigmatique? Justifier.
•Commenter le second schéma
b. Etude quantitative
-
•CPF
-
•CFP
•Rappeler
la loi de la réfraction de Snell-Descartes.
•Démontrer que i' =i .
Déterminer uniquement en fonction de iet r
• 1
l
On rappelle que dans le triangle CPF :
sin(éPF) = sin(éFP)
CF CP
•Dans le cadre
de l'approximation des petits angles i<<1 et r<<1, déterminer l'expression
de CF en fonction uniquement de net
R.
c. Etude historique
l
R=0,6 mm, n=1,5.
L'objet àétudier est maintenu dans le plan focal Fau sommet d'une
tige dont
on peut régler la hauteur par un système de vis. On observe
alors son image fortement agrandie par rapport àla vision directe où
on ne pourrait pas observer longuement l'objet àmoins de d= 25 cm
de l'oeil.
•En vous servant du résultat de la question b), calculer
la valeur CF de la focale.
•Quelle est
la valeur numérique du grossissement G=!!-de ce microscope.
CF
•Quel est le gros défaut de ce microscope rudimentaire?
Concours interne
ITPE Epreuve de hysi ue problèmes
Ereuve
n05 Durée: 4 h Coefficient: 2Session 2008 Pa e5(':f

7. Principe du microscope moderne 1757: John Dollond (1706-1761)
On se propose de monter sur un banc d'optique un système de 3lentilles fonctionnant comme un
microscope sans
pour autant en avoir les perfonnances.
On travaille dans les conditions de Gauss.
a.
Généralités
•Définir le mot emmétrope.
•Rappeler un ordre de grandeur du grossissement maximum d'un microscope optique
•Pourquoi
ne peut-on pas monter surle banc d'optique un ensemble de lentilles ayant le
même grossissement qu'un microscope?
b. Etude du montage (Schéma feuille annexe àrendre avec votre composition)
L' obj ectif est représenté par la lentille convergente LI.
L'oculaire est représenté
par les deux lentilles convergentes L2et L3
Les foyers objet des lentilles LI, L2 et L3 sont respectivement FI, F2 et F3.
Les foyers images des lentilles
LI, L2 et L3 sont respectivement FI', F2' et F3'.
Schéma de conjugaison: AB
objectif LI ) A'B'
oculaire
L2 )A"B"
)
L3 ) ex:>
Sur le schéma feuille annexe àcompléter avec grande précision et à rendre avec la copie:
•Placer A'B' .Est-ce une image réelle?
•Placer A''B'' .Est-ce une image réelle?
• L'image finale vue par l'œil est-elle réelle?
• Ce type d'oculaire seul peut-il servir de loupe?
• On grave et on colore une graduation sur une plaque de verre. Où faut-il la placer?
c. Utilisation des formules de conjugaison
Pour cette partie, il est interdit d'effectuerdes mesures sur le schéma (page 2).
Toutes les valeurs numériques devront êtrejustifiées et calculées àpartir des formules de
conjugaison
et de grandissemerit.
Toutrésultat numérique
non justifié par une formule ne sera pas validé.
•Déterminer
la valeur numérique 02A"
•Détenniner
la valeurnumérique 02A'
•Déterminer la valeur numérique O.A'
•Déterminer
la valeur numérique OIA
A'B'
•Déterminer
la valeur numérique du grandissement de l'objectif LI : YI =-==-
AB
A"B"
•Déterminer la valeur numérique du grandissement de
la lentille L2 : Y2 :;;;-=
A'B'
Concours interne ITPE
Epreuve de physique problèmes Session 2008
Epreuveno5
Durée: 4 h 1CoeffiCient : 2
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d. Grossissement du montage
m
• La puissance de l'oculaire en dioptries est définie comme étant Po =~ avec aml'angle
cA'B'
sous lequel
l'œil voit la lumière sortante par rapport à l'axe optique.
Déterminer lapuissance
de l'oculaire.
If'
•Déterminer la puissance de ce «microscope» Pmic ::::: a
AB
a'"
•Il est d'usage de définir pour le grand public le grossissement commercial G::::: -où
a
aest l'angle sous lequel l'œil nu verrait l'objet AB àune distance d::::: 25 cmdevant lui.
Calculer le grossissement commercial de ce «microscope ».
Fin du sujet
Concours interne ITPE Epreuve
de physique problèmes Session 2008
Epreuve
nOS
Durée: 4 h 1Coefficient : 2
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Concours interne ITPE Epreuve de physique problèmes Session 2008
Epreuve
nOS
Durée: 4 h 1Coefficient : 2 annexe