Extrait n°1 : 2002 Juin Métropole

Tale GM Annales Baccalauréat : Optique (1996/2003) Physique Appliquée
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Extrait n°1 : 2002 Juin Métropole
La figure n°1 du document-réponse n°1 représente une lentille devant laquelle est placé un objet AB.
1) De quel type de lentille s’agit-il ?
2)
a - Comment appelle-t-on la distance OF’ ?
b - Sachant que la vergence de la lentille est de 10 dioptries, en déduire la distance OF ’.
c - Construire :
- le rayon émergent correspondant au rayon incident BO,
- le rayon émergent correspondant à un rayon incident parallèle à l’axe optique et passant par
le point B. DOCUMENT-RÉPONSE N°1
(à rendre avec la copie)
Extrait n°2 : 2001 Juin Métropole
La diode laser du lecteur de CD-ROM émet un faisceau lumineux de longueur d’onde  = 1,06 m, liée à sa
fréquence par la relation  = c / f . Dans cette formule  est exprimée en mètres et f en hertz. On donne : c = 3 x
108 m/s .
1) A quel domaine ce rayonnement appartient-il, sachant que :
Infra-rouge lumière visible ultra-violet
4 x 1014 Hz 7,5x1014 Hz fréquence f
2) Un rayon lumineux arrive sur une facette du CD-ROM avec un angle
d’incidence de 30°. On désigne par I le point d’impact du rayon sur le disque.
2.a) La facette du CD-ROM se comporte comme un miroir plan. Représenter, sur la figure 3 du document réponse,
le rayon incident et le rayon réfléchi en indiquant leurs directions et leurs sens.
2.b) En déduire la valeur de l’angle de réflexion.
Figure 3
Figure n°1
A
B
F
F’
O
CD-ROM
I

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Extrait n°3 : 2001 Juin Métropole remplacement
Étude d’un projecteur
Dans les concerts, on utilise des projecteurs afin de créer des effets lumineux : ces projecteurs émettent des
faisceaux lumineux parallèles qui, grâce à un jeu de miroirs actionnés par des moteurs, peuvent éclairer les
différents endroits de la scène. On se propose d’étudier le trajet suivi par un rayon lumineux.
1°) Afin d’obtenir un faisceau parallèle, on place une lentille convergente dont le schéma
et les foyers sont représentés sur la figure n°3 du document-réponse.
Représenter sur cette figure le rayon incident correspondant au rayon émergent de la lentille.
2°) Ce rayon émergent vient frapper un miroir plan. Mesurer l’angle d’incidence sur le schéma.
3°) Tracer sur la figure n°3 du document-réponse le rayon réfléchi par le miroir.
Extrait n°4 : 2000 Métropole
Une seconde solution pour alimenter en électricité les sites isolés consiste à utiliser des panneaux solaires.
Ces capteurs solaires constitués de cellules photovoltaïques transforment l'énergie solaire en énergie électrique.
Le soleil émet des radiations électromagnétiques. L’œil ne perçoit que les radiations qui ont une longueur
d'onde comprise entre 430.10-9m et 650.10-9m : c'est le domaine visible.
a- Donner le nom des radiations dont les longueurs d'onde sont inférieures à celles du domaine visible ainsi
que le nom des radiations dont les longueurs d'onde sont supérieures à celles du domaine visible
b- Quel appareil permet de mesurer l'éclairement des cellules ?
toutes les longueurs d'onde ne sont pas captées par le panneau solaire ; dans ce cas, les rayons du soleil se
réfléchissent sur la surface plane du -capteur. Sur le document réponse, prolonger le rayon fléché pour indiquer
son trajet après la réflexion. Faire apparaître la méthode de construction de ce rayon réfléchi.
Document réponse
Rayon incident
Question 2c : construire le rayon réfléchi par le panneau solaire
Panneau solaire
Foyer image
F’
Foyer objet
F
Lentille
Rayon
émergent
miroir
FIGURE N°3

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Extrait n°5 : 2000
Le tableau ci-dessous donne les longueurs d'onde de rayonnements électromagnétiques. L'une des cellules (1),
(2), (3) correspond au domaine de la lumière visible.
111) Inscrire dans la case (4) l'unité utilisée pour la longueur d'onde 
112) Inscrire dans les cellules (1) à (3) le type de radiation électromagnétique (visible, infrarouge ou ultraviolet)
correspondant à l'ordre de grandeur de la longueur d'onde donnée dans la colonne.
113) Quelle grandeur physique peut-on mesurer avec un luxmètre ? Quelle est son unité ?
(1)
(2)
(3)
Type de radiation
(4)
 en
10 000 >  > 800
750 > >430
400 > > 10
Extrait n°6 : 1999
La lumière visible a une couleur qui dépend de sa fréquence et de sa longueur d’onde.
1. Une vibration lumineuse de couleur jaune a une fréquence de 5.1014 Hz. Calculer sa longueur d’onde sachant
que la célérité de la lumière est de 3.108 m/s.
2. Expliquer les termes : lumière infrarouge et lumière ultraviolette.
3. Citer l’unité d’éclairement.
Extrait n°7 : 1999
Sur la figure 3 du document réponse, compléter la marche des rayons lumineux issus du point B .
Figure 3
Extrait n°8 : 1998 Métropole septembre
Pour détecter la présence d’un objet, on utilise un capteur optique.
L’appareil émet un faisceau lumineux qui se réfléchit sur la surface de l’objet à détecter comme sur un miroir. La
lumière réfléchie est captée par le récepteur ( voir figure 4 du document réponse n°2 ).
2.A.La lumière est émise par une diode électroluminescente rouge. Parmi les longueurs d’onde suivantes, indiquer
celle correspondant à la lumière rouge :
650 mm ; 650 m ; 650 nm ou 650 pm.
On rappelle que : 1 nm = 10-9 m 1pm = 10-12 m
2.B.Calculer la distance focale de la lentille mince convergente sachant que la vergence est de 25 dioptries.
2.C.Compléter le trajet des deux rayons lumineux sur le document-réponse figure 4 (F et F’ sont les foyers de la
lentille mince convergente du récepteur).
B
F'
F
O

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FIGURE 4:
question 2C
Extrait n°9 : 1998 Métropole remplacement
Le monte-charge précédent utilise une barrière optique infrarouge pour éviter les accidents.
Sur la figure 4 (document-réponse n°1), compléter le trajet des deux rayons lumineux représentés. Ces
rayons sont émis par la source à travers la lentille convergente L de distance focale OF et rencontrent ensuite les
miroirs à 45° M1 et M2.
Lentille du récepteur
Rayons lumineux
issus de l’émetteur
Emetteur
Récepteur
Objet détecté
F
F'
Lentille du récepteur
Source
infrarouge
ponctuelle
vers détecteur
infrarouge
z
x
y
F
O
L
M1
M2
A
B
Figure 4

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Extrait n°10 : Antilles Mexique
1°) Sur la figure n°6 de l'annexe 2, deux rayons verticaux et parallèles notés 1 et 2 tombent sur le miroir. Dessiner
les rayons réfléchis notés 1’ et 2’.
2°) On veut envoyer les rayons réfléchis 1’ et 2’ à travers une lentille mince convergente pour les faire passer par
son foyer image.
Proposer une position possible pour la lentille en la dessinant sur l’annexe 2.
Y a-t-il d’autres positions possibles ?
ANNEXE 2 (à rendre avec la copie)
Extrait n°11 : 1997 Juin Métropole secours
Sur le document réponse figure 4, compléter la marche des rayons lumineux traversant une lentille convergente.
45°
1
2
Figure n°6
0
F’
F
Figure 4