Première S4, Évaluation n°1(corrigé), 04/10/2012 durée : 1h I
publicité
Première S4, Évaluation n°1(corrigé), 04/10/2012 durée : 1h I- Cours : Compar ai s onŒ i l -Appareil photographique ( 8 points ) L’ œi letl ’ appa r ei lphot ogr aphi ques ontcons t i t uésdesor ganesetél ément ss ui v ant sci t ésdansl e désordre : nerf optique, rétine, capteur photosensible, iris, pupille, objectif, humeur aqueuse, corps vitré, cristallin, cornée, diaphragme, déclencheur 1. écran (rétine , capteur photosensible) lentille convergente (cornée-cristallin, objectif) diaphragme (iris-pupille, diaphragme) 2. Compléter :Lor s qu’ unobj ets er appr oched’ unel ent i l l econv er gent e,s oni mages edépl ace dansl e même sens donc s ’ él oi gnedel al ent i l l e.L’ œi lfor meunei mage r éel l es urla rétine qui est fixe donc le cristallin del ’ œi ldoi ts e «bomber » pour diminuer s av er genceetr amenerl ’ i mage s ur la rétine. Ce processus se nomme l ’ accommodat i on. Avec un appareil photographique, il faut déplacer le capteur par rapport à l ’ obj ect i fpour obtenir une image nette car l ’ obj ect i fa une distance focale constante. II- La loupe du philatéliste ( 6,5 points) Pouradmi r erl esdét ai l sd’ unt i mbr e,unphi l at él i s t eut i l i s eunel oupededi s t ancefocal ei magef’ =5,0 cm. Il observe le timbre de hauteur 2,0 cm et situé à 3,0 cm de la lentille. La loupe est représentée sur le graphique en ANNEXE. 1. a) Comments’ appel l el epoi ntO? Exprimer et calculer la vergence de la lentille O est le centre optique de la lentille ; C = 1/f’= 1/0, 050 = 20,0 b)Pl acerl esfoyer sFetF’ del al ent i l l es url egr aphi que F etF’sontà5, 0 cm deO surl egr aphi que c)Pl acerett r acerl es egmentABper pendi cul ai r eàl ’ axeopt i que( av ecA s url ’ axe)et représentant le timbre ( Baudess usouendes sousdel ’ axe) AB long de 2,0 cm sur le graphique 2. a) Tracer les trois rayons lumineux caractéristiques, issus du point B et traversant la lentille. b) Déduire le tracé de l ’ i mageA’ B’ dus egmentAB. c) Indiquer l anat ur edel ’ i mage; peut-on la voir sur un écran ? i mageA’ B’v i r t uel l epui squel ’ i mageB’deB estsi t uéeàl ’ i nt er sect i ondespr ol ongement sdes rayons émergents et se trouve avant le foyer objet ;A’ B’nepeutpassefor mersurunécr an d) Exprimer et calculer le grandissement de la loupe pour cette observation. Rel at i v ementàunaxeor i ent éper pendi cul ai r eàl ’ axeopt i que,onmes ur es url egr aphi que: A'B ' ≈ +5 cm avec AB = +2 cm donc = A'B' AB ≈ 5 ≈ +2,5 (sans unité !) 2 remarques : La valeur de esti ndépendant edel ’ échel l echoi si eetdusensdel ’ obj et! si B placé au dessousdel ’ axe,B’égal ement ,al or sàl ’ échel l e1:A'B ' ≈ -10 cm, AB = -4 cm Complément : Détermination du grandissement par le calcul : 1 - 1 OA' OA 1 1 = OA' OA = + 1 OF ' 1 OF ' ; = OA ' OA ; OA = -3,0 cm ; OF ' = +5,0 cm 1 1 2 + = ; 3, 0 5, 0 15 = OA' = 15 7, 5 = -7,5 cm ; = = +2,5 2 3, 0 Sens de propagation de la lumière B’ loupe B Fx A’ A x F’ O III- Phot ogr aphi ed’ unefl eur( 5,5 points) Une fleur est photographiée avecunappar ei lar gent i que.L’ obj ect i fdel ’ appar ei les tas s i mi l abl eàune lentille mince convergente de centre optique 0 et de vergence C = 20 . 1. L’ i magequis efor mes url apel l i cul ees t -elle renversée ou droite ? Image renversée car réelle (se forme sur la pellicule ou film) 2. Lafl eur es ts i t uéeà30cm del al ent i l l e.Ondés i gneparA l epoi ntdel afl eurs i t ués url ’ axeopt i que etA’ s onpoi nti mageconj uguée. a) Donner la mesure algébrique OA ; exprimer et calculer OF ' . pl acerA,O,A’, l esfoyer sF,F’surl ’ axeopt i queor i ent é; schématiser la lentille (utilisée comme axe vertical orienté) + - A x F x O F’ x A’ x + - OA = -30 cm ; OF ' = 1/C = 1/20 = 0,050m = 5,0 cm b) En utilisant la relation de conjugaison, déterminer OA' 1 OA' - A.N. 1 OA = 1 OA' 1 OF ' = - ; 1 = 1 OA' OA + 1 OF ' 1 1 5 30 + = cm-1 ; OA' = = 6,0 cm 30 5, 0 30 5 3. La hauteur de la fleur étant de 8,0 cm, déterminer la hauteur de son image sur la pellicule. = A' B ' AB = OA ' OA donc A'B ' = AB x OA ' OA ; A'B ' = 8,0 x 6, 0 30 = -1,6 cm
