DS CH01 image fait 2015

DEVOIR SURVEILLE N°1
PHYSIQUE-CHIMIE
Première Scientifique
DURÉE DE L’ÉPREUVE : 1h30
L’usage d'une calculatrice EST autorisé
Exercice REPRÉSENTATION VISUELLE (6 POINTS)
PARTIE1 : Document : extrait d'un article de « La Recherche »
« Pourquoi diable dit-on « jeter un coup d'œil » ou « foudroyer du regard » ? Les bizarreries de la
langue française rappellent une vieille controverse : comment fonctionne la vision ? Et quel est son «
sens » : de l'œil à l'objet ou de l'objet à l'œil ?
La dispute scientifique remonte à l'Antiquité. En lice : deux théories, connues sous les noms
d'intromission et d'émission. La première, assignant à l'œil un rôle passif, décrivait le phénomène de
la vision par un quelque chose allant de l'objet à l'œil. La seconde, octroyant à l'œil un rôle plus actif,
expliquait la vision par un quelque chose allant de l'œil à l'objet.
Pour les mathématiciens Euclide et Ptolémée tenants de l'émission, des rayons visuels jaillissaient de
la pupille pour partir à la rencontre de l'objet. Pour les partisans de l'émission, l'existence d'un feu
oculaire était une croyance tenace, corroborée par l'observation de l'œil des félins, qui luisait dans
l'obscurité, et par l'existence de sensations lumineuses surgissant dans l'œil à l'occasion d'un choc ou
d'un traumatisme.
A l'encontre de la thèse de l'émission, en revanche, s'inscrivait l'absence de vision nocturne. Un œil
émetteur aurait dû être en mesure de remplir ses fonctions même dans l'obscurité.
La mise en évidence du rôle de la lumière en tant qu'agent de la sensation visuelle allait émerger à la
charnière du Xe et du Xle siècle, grâce au mathématicien, physicien et astronome arabe Al-Hasan Ibn
al-Haytham appelé encore Alhazen. Ses réflexions et expériences l'amenèrent à condamner sans appel
la théorie de l'émission.
Ce fut ensuite grâce à un astronome allemand, Johannes Kepler, que la théorie de l'intromission allait
marquer un point de plus, en 1604. Il montra que le cristallin, milieu transparent se substituait à une
lentille et que la rétine tenait lieu d'écran et se révélait ainsi véritable agent sensoriel. L'image
rétinienne fut effectivement observée quelques années plus tard, en 1625, par le jésuite allemand
Christoph Scheiner. Ce dernier avait pratiqué une petite ouverture au fond de l'œil d'un bovin mort,
de manière à dégager la rétine. A travers cette ouverture, il observa une image renversée des objets à
l'entour ».
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QUESTIONS :
1) A l'aide du document, expliquer pourquoi Kepler a joué un rôle capital dans la
compréhension de la conception de la vision.
2) A notre époque, le physicien utilise le « modèle réduit de l'œil » pour expliquer le principe
de fonctionnement de l'œil en tant « qu'instrument d'optique ». Quels sont les deux
éléments indispensables qu'il associe à ceux de l'œil réel ?
3) Compléter le schéma (donné en annexe 1) et justifier l'observation du jésuite allemand
Christoph Scheiner en construisant l'image A'B' de l'objet AB.
Répondre sur la feuille-réponse en « annexe 1 à rendre avec la copie ».
4)
Les expressions « jeter un coup d'œil » ou « foudroyer du regard » ont-elles une réalité physique ?
Justifier.
PARTIE 2 : Des lunettes« AUTOFOCUS» pour le tiers-monde
Environ 153 millions de personnes dans le monde auraient besoin de lunettes mais n'y ont pas accès, selon l'Organisation
Mondiale de la Santé. L'un des freins est le manque de personnel qualifié : on compte environ un ophtalmologiste pour 8 000
habitants en Europe, mais un pour huit millions au Mali Face à cette carence, le physicien britannique Joshua SILVER de
l'université d'Oxford, a imaginé des lunettes dont le réglage est effectué par leur porteur et permet de corriger la myopie,
l'hypermétropie et la presbytie.
D'après un article paru dans LE MONDE du 08/10/2011
(1) La monture : elle supporte l'ensemble du dispositif
(2) La mollette : elle permet le réglage des membranes en
ajoutant ou en retirant du silicone.
(3) Le réservoir de silicone : il permet de stocker le gel
de silicone
(4) Le fermoir : une fois le réglage terminé, il permet le
retrait du dispositif d'injection.
(5) Les lentilles : elles sont formées par 2 membranes
protégées par un écran de plastique rigide.
Figure A .les membranes se gonflent par ajout de silicone
Figure B. les membranes se creusent après retrait de
silicone
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Question 1 : on s'intéresse aux « lentilles » représentées sur les figures A et B.
Répondre à la question 1 sur l'annexe 2, à rendre avec la copie.
Question 2 : défaut de vision
On schématise l'œil d'un adolescent présentant un défaut de vision :
a - Préciser de quel défaut il s'agit, puis faire une phrase avec Je mot "convergent" pour décrire ce défaut.
b - Indiquer s'il faut creuser ou gonfler la membrane de la lunette autofocus pour corriger ce défaut de vision.
Question 3 : caractérisation d'une lentille.
On considère une lentille notée L1, de vergence V1 = + 2 δ et une lentille L2, de vergence V2 = - 2 δ.
a - Donner le nom de l'unité représentée par le symbole δ.
b - Préciser laquelle des deux lentilles correspond à celle de la figure B du document.
Question 4 : on s'intéresse à la lentille de la figure B
Répondre à la question 4 sur l'annexe 2, à rendre avec la copie.
PARTIE 3 : relation de conjugaison d’une lentille
Répondre sur la feuille-réponse en « annexe 3 à rendre avec la copie ».
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ANNEXE 1 À RENDRE AVEC LA COPIE.
PARTIE 1 QUESTION 4 :
Compléter le schéma et justifier l'observation du jésuite allemand Christoph Scheiner en
construisant l'image A'B' de l'objet AB
4
Annexe 2 à rendre avec la copie
Question 1 : la lentille de la figure A est :
Cocher uniquement la réponse exacte.
divergente et sa représentation symbolique est
divergente et sa représentation symbolique est
convergente et sa représentation symbolique est
convergente et sa représentation symbolique est
Question 4 : la figure B représente une correction pour un défaut de vision correspondant à un œil :
Cocher uniquement la réponse exacte.
hypermétrope
emmétrope
presbyte
myope
Question 5-a : compléter le schéma pour montrer un défaut de presbytie.
Annexe 3 à rendre avec la copie
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