Devoir de Sciences Physiques n°1

Devoir de Sciences Physiques n°1
durée : 1h00
CORRECTION
Exercice 1 : Détermination d’une distance focale (10 points)
𝟏
𝟏
𝟏
1. Relation de conjugaison : 𝑶𝑨′
̅̅̅̅̅ = 𝑶𝑨
̅̅̅̅ + 𝑶𝑭′
̅̅̅̅̅ ( 1 pt)
2.
¯ (cm)
𝑂𝐴
-20,0
-30,0
-40,0
-50,0
-60,0
-80,0
¯ (cm)
𝑂𝐴′
33,3
21,4
18,2
16,7
15,8
14,8
1
(m-1)
¯
𝑂𝐴
-5,00
-3,33
-2,50
-2,00
-1,67
-1,25
1
(m-1)
¯
𝑂𝐴′
3,00
4,67
5,49
5,99
6,32
6,75
Tableau (1 pt) et Courbe 1/OA' = f(1/OA) (2 pt)
3.
L'ordonnée à l'origine correspond à la vergence de la lentille, ici C = 8 δ. (1 pt)
4.
C = 1/f’ donc f’ = 1/C = 1/8 = 0,125 m
La distance focale de la lentille utilisée est de 12,5 cm. (1pt)
5.
̅̅̅̅
̅̅̅̅̅
𝑶𝑨×𝑶𝑭′
̅̅̅̅̅
𝑶𝑨′ = ̅̅̅̅ ̅̅̅̅̅ (2pt)
𝑶𝑨+𝑶𝑭′
6.
¯ = -0,7 m donc
𝑶𝑨
𝟏
=
¯
𝑶𝑨
-1,43 m-1
𝟏
≈
¯
𝑶𝑨′
- graphiquement, on trouve
6,6 m-1
¯ ≈ 15,6 cm (1pt)
donc 𝑶𝑨′
¯ = 15,2 cm (1pt)
- par la relation de conjugaison, on trouve : 𝑶𝑨′
Exercice 2 : défaut d’accommodation (6 pt)
𝟏
Le foyer image d’un œil au repos est sur la rétine ̅̅̅̅̅
𝑶𝑨′ = ̅̅̅̅̅
𝑶𝑭′ = 𝑪𝟎 = 𝟎, 𝟎𝟏𝟕 𝒎 (1,5pt)
1.
2.
Pour la vision de près, l’œil accommode en augmentant sa vergence. La vergence maximal en
fonction de l’âge est de :
A 20 ans
A 40 ans
A 70 ans
C’ = C0 + 10 = 70 δ
C’ = C0 + 5 = 65 δ
C’ = C0 + 2 = 62 δ
𝟏
̅̅̅̅ =
La relation de conjugaison peut s’écrire : C0 = C’ + ̅̅̅̅
soit 𝑶𝑨
𝑶𝑨
𝟏
̅
̅̅̅̅
𝑪𝟎−𝑪′
Nous obtenons :
( 3pt)
A 20 ans
A 40 ans
A 70 ans
-0,10 m
-0,20 m
-0,50 m
3.
Pour un objet à 25 cm, la vergence de la lentille doit-être de :
C’’ = C0 -
𝟏
̅̅̅̅
𝑶𝑨
= 64 δ. L’amplitude d’accommodation est de 4 δ ce qui correspond à uine
personne de 50 ans. (1,5 pt)
Exercice 3 : Caractéristique d’une image (4 pt)
1.
(1 pt)
B
A’
A
F
F’
O
B’
4.
Comme la distance OA est supérieur à la distance OF’, l’image est réelle et inversé
̅̅̅̅̅ sont positifs et ̅̅̅̅̅̅
̅̅̅̅ sont négatifs (1 pt)
donc ̅̅̅̅
𝑨𝑩𝒆𝒕𝑶𝑨′
𝑨′𝑩′𝒆𝒕𝑶𝑨
5.
̅̅̅̅×𝑶𝑭′
̅̅̅̅̅
𝑶𝑨
D’après la formule de conjugaison nous avons : ̅̅̅̅̅
𝑶𝑨′ = ̅̅̅̅ ̅̅̅̅̅
𝑶𝑨+𝑶𝑭′
Soit ̅̅̅̅̅
𝑶𝑨′ = 𝟎, 𝟏𝟓 𝒎 (1pt)
La formule de grandissement donne : γ =
̅̅̅̅̅̅
𝑨′𝑩′ = −𝟓 × 𝟏𝟎−𝟑 𝒎 (1pt)
̅̅̅̅̅̅̅
𝑨′𝑩′
̅̅̅̅
𝑨𝑩
=
̅̅̅̅̅
𝑶𝑨′
̅̅̅̅
𝑶𝑨
̅̅̅̅̅̅ =
soit 𝑨′𝑩′
̅̅̅̅̅
̅̅̅̅
𝑶𝑨′×𝑨𝑩
̅̅̅̅
𝑶𝑨