bts - sujet d`optique physique

PROGRESS SANTE
17 rue Louis Blanc-75010 PARIS
Tel: [phone] - Fax: [phone]
Site Internet : www.progress-sante.com
BTS - SUJET D'OPTIQUE PHYSIQUE
DATE : 04/01/16 DUREE : 45min
MATIERE : OPTIQUE PHYSIQUE CLASSE : TS2 A
NOM DE L’ENSEIGNANT : M. JUANICO

PROGRESS SANTE
17 rue Louis Blanc-75010 PARIS
Tel: [phone] - Fax: [phone]
Site Internet : www.progress-sante.com
Exercice 1 : Cours (7 points)
1/ Faire le dessin du montage du cours pour une lame de verre à faces
parallèles et indiquer la marche des rayons en réflexion et en transmission.
2/ Faire le dessin du montage du cours pour une lame d'air à faces parallèles et
indiquer la marche des rayons en réflexion et en transmission.
3/ Donner les conditions sur la différence de marche pour l'obtention
d'interférences constructives. Que voyons-nous alors apparaître dans le cas du
dispositif avec une lame de verre ?
4/ Qu'est-ce que l'ordre d'interférence ? Donner son unité.
5/ Où se situent les anneaux d'interférence dans le cas d'une lame de verre à
faces parallèles ? Les décrire.
6/ Soit une onde électromagnétique de longueur d'onde =100 nm, se
propageant dans un milieu d'indice n=1,5.
Calculer sa fréquence f.

PROGRESS SANTE
17 rue Louis Blanc-75010 PARIS
Tel: [phone] - Fax: [phone]
Site Internet : www.progress-sante.com
Exercice 2 : (7 points)
Une lunette est composée de 4 lentilles de verre d'indice n0 = 1,53. Les lentille
sont minces, donc l'absorption est faible.
Lors d'un passage d'un milieu d'indice n a un milieu d'indice n', les coefficient
de réflexion R et de transmission en intensité sont :
2
n n'
Rn n'
et
T 1 R
1/ Calculer le coefficient de transmission de la lunette.
On traite chaque lentille par un dépôt d'une couche antireflet de cryolithe
d'indice nC=1,35.
2/ Que va faire le coefficient de transmission de la lunette ainsi traitée ?
3/ Rappeler en vous aidant d'un schéma le principe du traitement antireflet.
4/ Calculer (sans démonstration) l'indice théorique du matériau idéal à
déposer.
5/ Démontrer et calculer l'expression de l'épaisseur minimale de cryolithe à
déposer pour une longueur d'onde égale à 600 nm.
Exercice 3 : (6 points)
Soit un montage de lame d'air à faces parallèles d'épaisseur e = 1 mm.
On éclaire ce dispositif avec un laser de = 600 nm.
On étudie en réflexion une figure qui apparaît sur un écran. Entre cet écran et
la lame se trouve une lentille de focale f '=100 mm.
1/ Calculer l'ordre au centre de la figure.
2/ Donner la valeur de l'ordre du premier anneau sombre.
3/ Calculer le diamètre du premier anneau brillant.

PROGRESS SANTE
17 rue Louis Blanc-75010 PARIS
Tel: [phone] - Fax: [phone]
Site Internet : www.progress-sante.com
CORRECTION
Exercice 1 : Cours
1/
2/
3/
Interférences constructive (frange lumineuse) si ; 2 ; 3 ; ... ou - ; -
2 ; ...
p avec p entier.
L'ordre est alors entier.
Des franges circulaires lumineuses localisées à l'infini.

PROGRESS SANTE
17 rue Louis Blanc-75010 PARIS
Tel: [phone] - Fax: [phone]
Site Internet : www.progress-sante.com
4/ L'ordre des interférences est
p
avec la différence de marche, ou de
chemin optique, entre le deux vibrations notée et la longueur d’onde 
L'ordre des interférences n'a pas d'unité.
5/ Les interférences sont des franges circulaires (cercles concentriques),
localisées à l'infini qui se rapprochent de plus en plus en allant vers la
périphérie.
On les observent sur un écran suffisamment éloigné, ou via une lentille
convergente.
6/ L’indice de réfraction n d’un milieu matériel transparent est n = c/v
avec la célérité dans le vide de la lumière c = 3.108 m.s–1.
Calculons v la célérité dans le milieu : v = c / n.
AN : v= 3.108 / 1,5 = 2.108 m.s–1.
Calculons maintenant sa fréquence f:
v
f
.
AN : f = 2.108 m.s–1 / (100.10-9 m) = 2. 108-2+9 = 2. 1015 s-1 = 2. 1015 Hz