Test optique géométrique

PSI
REVISIONS SUP
OG1,0G2,OG3,OG4
TEST OPTIQUE GEOMETRIQUE
OG1
1.
Soit un rayonnement de longueur d’onde λ, de vitesse V,de fréquence ν, de période T,de pulsation ω, de vecteur d’onde
Donner les relations entre ces différentes grandeurs :
2.
Soit un rayonnement dans le vide.
a. Exprimer la vitesse de la lumière dans le vide ( c) en fonction de la permittivité du vide et de la perméabilité du
vide. Donner sa valeur numérique.
c=
AN : c =
b.
3.
Donner les relations entre les grandeurs suivantes (dans le vide) : λo ,c, ν , ω et
k.
ko
Soit un rayonnement se propageant dans un milieu homogène d’indice n.
a. Exprimer la vitesse du rayonnement dans le milieu en fonction de ε et µ o puis en fonction de c et n :
V=
b.
Donner les relations entre les grandeurs suivantes (dans le milieu) :
i. ε, εr et εo
ii. εr et n
iii. λ , λ o et n
iv.
4.
k , k o et n
Donner l’échelle des longueurs d’onde correspondant au spectre du visible du rayonnement électromagnétique dans le vide :
<λ<
Préciser l’ordre de grandeur de longueurs d’onde correspondant au rouge, au jaune et au violet :
Rouge : λ =
Jaune : λ =
Violet : λ =
A quels domaines du rayonnement électromagnétique appartiennent les rayonnements suivants :
λ = 100 nm
⇒
λ = 500 nm
⇒
λ = 1000 nm
⇒
OG2
1.
Enoncer les lois de Descartes pour la réflexion :
2.
Enoncer les lois de Descartes pour la réfraction :
3.
Construire le rayon lumineux réfracté à l’aide de la méthode de Descartes (n1 <n2) :
LYCEE BAGGIO
Page 1 sur 8
COURS DE SCIENCES PHYSIQUES
PSI
TEST OPTIQUE GEOMETRIQUE
REVISIONS SUP
OG1,0G2,OG3,OG4
n1
n2
4.
Montrer qu’il y a effectivement réflexion totale en I :
(Triangle isocèle)
I
n1 = 1
5.
n2 = 1,5
Soit le prisme représenté page suivante. Tracer le rayon lumineux émergent et introduire les angles i, r, r’, i’ et D .
A
n
6.
Donner les quatre relations du prisme :
7.
Sur quel dioptre peut-on observer le phénomène de réflexion totale ? Donner les conditions sur les angles concernés.
LYCEE BAGGIO
Page 2 sur 8
COURS DE SCIENCES PHYSIQUES
PSI
TEST OPTIQUE GEOMETRIQUE
REVISIONS SUP
OG1,0G2,OG3,OG4
8.
Sur quel dioptre peut-on observer le phénomène de réfraction limite ? Donner les conditions sur les angles concernés.
9.
Donner les valeurs des angles im, rm, r’m , i’m et Dm au minimum de déviation ( en fonction de A et de n) :
OG3
I-
Formules de conjugaison.
Soit AB un objet (A appartient à l’axe optique du système optique centré (S)) et A’B’ son image à travers (S).
Donner les formules de conjugaison et l’expression du grandissement dans les cas suivants :
a.
(S) est un dioptre plan ( n ⇒ n’).
b.
(S) est un miroir sphérique de rayon
R= SC et de foyer F.
i. Formule de conjugaison et grandissement au centre :
ii. Formule de conjugaison et grandissement au sommet :
iii. Formule de conjugaison et grandissement au foyer :
c.
(S) est une lentille de centre O et de foyers F et F’.
i. Formule de conjugaison et grandissement au centre :
ii. Formule de conjugaison et grandissement aux foyers :
II-
Constructions géométriques.
a.
LYCEE BAGGIO
Construire le champ du miroir plan suivant vu du point O :
Page 3 sur 8
COURS DE SCIENCES PHYSIQUES
PSI
REVISIONS SUP
OG1,0G2,OG3,OG4
TEST OPTIQUE GEOMETRIQUE
•
O
b.
Construire l’image A’B’ de l’objet AB à travers le système des deux lentilles.
On pourra introduire une image intermédiaire A1 B1
B
F1
O1
A
F1’
F2’
O2
F2
L1
L2
LYCEE BAGGIO
Page 4 sur 8
COURS DE SCIENCES PHYSIQUES
PSI
REVISIONS SUP
OG1,0G2,OG3,OG4
TEST OPTIQUE GEOMETRIQUE
B
A
F1
O1
F1’
C
S
F
L1
c.
Construire l’image du rayon lumineux incident.
F2
F1
O1
F1’
F2’
O2
L1
L2
LYCEE BAGGIO
Page 5 sur 8
COURS DE SCIENCES PHYSIQUES
PSI
REVISIONS SUP
OG1,0G2,OG3,OG4
TEST OPTIQUE GEOMETRIQUE
S
OL
FL
d.
F
C
FL’
Construire le rayon lumineux incident.
F2’
F1
O1
F1’
O2
F2
L1
L2
OG4
1.
Donner la modélisation habituelle d’un œil :
LYCEE BAGGIO
Page 6 sur 8
COURS DE SCIENCES PHYSIQUES
PSI
TEST OPTIQUE GEOMETRIQUE
2.
Définir le champ de vision nette de l’œil :
3.
Définir le PR d’un œil :
4.
Définir le PP d’un œil :
5.
Définir la limite de résolution d’un œil ; donner un ordre de grandeur :
6.
Définir un œil myope. Comment le corrige-t-on ?
7.
Définir un œil hypermétrope. Comment le corrige-t-on ?
8.
Définir un œil presbyte. Comment le corrige-t-on ?
9.
Qu’est-ce qu’une loupe ?
REVISIONS SUP
OG1,0G2,OG3,OG4
10. Sous quel angle α’ un observateur voit-t-il un objet à travers un loupe lorsque cet objet est placé dans le plan focal objet de la
loupe ? (schéma recommandé)
11. Sous quel angle α’ un observateur voit-t-il un objet à travers un loupe lorsque l’observateur est placé dans le plan focal
image de la loupe ? (schéma recommandé)
12. Définir la profondeur de champ et donner sa valeur lorsque l’observateur est placé dans le plan focal image de la loupe.
LYCEE BAGGIO
Page 7 sur 8
COURS DE SCIENCES PHYSIQUES
PSI
REVISIONS SUP
OG1,0G2,OG3,OG4
TEST OPTIQUE GEOMETRIQUE
13. Définir la puissance d’une loupe ainsi que la puissance intrinsèque d’une loupe :
14. Définir le grossissement d’une loupe ainsi que le grossissement commercial d’une loupe :
LYCEE BAGGIO
Page 8 sur 8
COURS DE SCIENCES PHYSIQUES