Exercices (2) - Ducros Prof

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Secteur Sciences
324-03: Optique Géométrique (SL4) Exercices (2) 1-3
Son et Lumière
Leçon N°3
L’optique géométrique
Exercice N°1 :
Parmi les deux cas suivants, indiquer celui qui permet d’obtenir une image de l’objet AB sur l’écran en justifiant.
Cas 1 :  Cas 2 : 
Exercice N°2 :
Une lentille mince a une vergence de +5 . Calculer sa distance focale.
On place un objet lumineux de 10 cm de haut à 30 cm de cette lentille.
Par le calcul, déterminer la position, la nature, la grandeur et le sens de l’image.
Exercice N°3 :
La distance focale d'une lentille convergente de centre optique O est 4 cm. Un objet AB de longueur 2 cm est placé
perpendiculairement à l'axe de la lentille à 10 cm devant celle-ci. Le point A est situé sur l'axe optique. La lumière se propage
de gauche à droite.
1. Sur un schéma, placer les points F, F', A et B.
2. Calculer
OF , OF' et OA
.
3. Déterminer graphiquement l'image A'B' de AB ; caractériser l'image obtenue.
4. En déduire graphiquement
OA' et A'B'
.
5. Retrouver
OA' et A'B'
en utilisant la formule de conjugaison.
6. Calculer le grandissement de l'image
Exercice N°4 :
Un objet de grandeur 2 cm est placé à 4 cm d'une loupe, dans un plan perpendiculaire à l'axe principal de celle-ci ; la
vergence de cette loupe est C = 20 .
1°) Calculer la distance focale de cette loupe.
2°) Construire l'image de cet objet à travers la loupe à l'échelle ½.
a) Préciser sa nature, réelle ou virtuelle.
b) Préciser son sens.
c) Mesurer sa position par rapport à la loupe.
d) Mesurer sa grandeur ; en déduire le rapport de la grandeur de l'image à celle de l'objet.

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324-03: Optique Géométrique (SL4) Exercices (2) 2-3
Exercice N°5 :
Exercice N°6 :
Un objet AB de hauteur 2 cm, est placé dans le plan à 6 cm d'une lentille convergente de distance focale 4 cm.
1. Faire un schéma à l'échelle réelle ; placer les foyers.
2. Construire l'image de l'objet. Donner les caractéristiques de cette image.
L'image C'D' d'un objet CD, mesure 3 cm, est inversée et placée à 12 cm de la lentille.
3. Construire l'objet CD.
Exercice N°7 :
On a un éclairage en lumière colorée. (la couleur indiquée pour l'objet est celle qui est vue en lumière blanche).
1°) Représenter par un schéma la couleur d'un objet vert éclairé en lumière cyan.
2°) Représenter par un schéma la couleur d'un objet cyan éclairé en lumière magenta.
Exercice N°8 :
La vitesse de la lumière dans le vide est c = 3  108 m/s.
1°) Quelle est la fréquence d'une onde lumineuse violette de longueur d'onde 445 nm ?
2°) Quelle est la fréquence d'une onde lumineuse de longueur d'onde 0,50 m ?
3°) Quelle est la longueur d'onde d'une lumineuse rouge de fréquence 4,8  1014 Hz ?

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324-03: Optique Géométrique (SL4) Exercices (2) 3-3
Exercice N°9 :
La distance focale d'une lentille convergente de centre optique O est 6 cm. Un objet AB de hauteur 3 cm est placé
perpendiculairement à l'axe de la lentille à 8 cm devant celle-ci. Le point A est situé sur l'axe optique. La lumière se propage de
gauche à droite.
1. Sur un schéma à l'échelle 1 / 1, placer les points F, F', A et B.
2. Calculer
OF , OF' et OA
.
3. Déterminer graphiquement l'image A'B' de AB ; caractériser l'image obtenue.
4. En déduire graphiquement
OA' et A'B'
.
5. Retrouver
OA' et A'B'
en utilisant la formule de conjugaison.
6. Calculer le grandissement de l'image
Exercice N°10 :
Un objet de hauteur 4 cm est placé à 6 cm d'une loupe, dans un plan perpendiculaire à l'axe principal de celle-ci ; la
vergence de cette loupe est C = 25 .
1. Calculer la distance focale de cette loupe.
2. Construire l'image de cet objet à travers la loupe à l'échelle ½.
3. Préciser sa nature, réelle ou virtuelle.
4. Préciser son sens.
5. Mesurer sa position par rapport à la loupe.
6. Mesurer sa grandeur ; en déduire le rapport de la grandeur de l'image à celle de l'objet.
Exercice N°11 :
L'objectif L1 et l'oculaire L2 d'un microscope, assimilés à deux lentilles minces, ont pour distances focales f1 = 15 mm et f2 = 25
mm. La distance de leur centre optique est de 180 mm.
1. Faire le schéma et placer les quatre foyers.
On place un objet AB à 1,5 mm du foyer principal objet de la lentille L1 (objectif). A est situé sur l'axe principal O1O2 et AB = 4
mm. On obtient une image A'B' de l'objet AB.
2. Calculer la distance O1A'.
3. Calculer le grandissement 1.
4. Donner les caractéristiques de l'image obtenue A'B'.
5. Construire cette image A'B'
6. Construire l'image définitive A"B" donnée par la lentille L2.
7. Calculer les distances O2A' et O2A".
8. Calculer le grandissement 2.
9. Donner les caractéristiques de l'image obtenue A"B".
10. Calculer le grandissement du microscope.