POLY-PREPAS Centre de Préparation aux Concours - Poly

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POLY-PREPAS
Centre de Préparation aux Concours Paramédicaux
- Section i-Prépa annuel -
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Chapitre 18 : Optique Géométrique I
Les exemples-types du cours sont à bien étudier et à savoir refaire
exercice 1 :
Le point O représente l’œil d’un observateur.
1. Représenter sur le schéma le champ du miroir
2. En déduire les points visibles par réflexion dans le miroir.
3. Tracer le rayon issu de C pénétrant dans l’œil après réflexion sur le miroir.
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exercice 2 :
1. Représenter l’image du cône dans le miroir.
2. Dessiner les faisceaux issus du point A qui pénètrent dans l’œil :
- directement
- après réflexion dans le miroir.
exercice 3 :
On dispose deux miroirs M1 et M2 perpendiculairement l’un à l’autre. Un des rayons lumineux émis
par la source ponctuelle O arrive sur M1 au point I1.
1. Tracer le cheminement de ce rayon après réflexion sur le premier miroir.
2. Comparer les directions du rayon incident et du rayon émergent après réflexion sur les deux
miroirs.
3. Est-ce un cas particulier ? Tracer le cheminement d’un autre rayon issu de O se réfléchissant
sur les deux miroirs. Quelle est l’utilité d’un tel dispositif ?
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exercice 4 : Réflexion totale
Un rayon lumineux arrive de l’air (n1 = 1) sur l'une des faces d'un cube en matière transparente
(d’indice n2), sous une incidence de 45°.
Il rencontre ensuite une 2e face, perpendiculaire à la 1ère (voir schéma) sous un angle d’incidence r2.
En admettant que le rayon sorte dans l'air en rasant la face de sortie (réflexion totale), calculer l'indice
de réfraction de la substance du cube.
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exercice 5:
On veut calculer la vitesse de la lumière dans le verre.
Pour cela, on dispose d'un bloc de verre cubique d’épaisseur e = 10 cm d'épaisseur, et d’indice nv.
On envoie la lumière d'un laser sur ce bloc avec un angle d'incidence i1 = 80°.
Le faisceau laser ressort du cube de verre à d = 8,7cm de la verticale du point d'entrée.
a) Calculer l'angle de réfraction r1 après la traversée de la surface de séparation entre l'air et le
verre.
b) En déduire l'indice de réfraction nv
c) Montrer que l’angle de sortie i2 est égal à l’angle d’incidence i1
d) Calculer la valeur de la vitesse de la lumière dans ce bloc de verre
(on donne cvide = 3.108 m/s)
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exercice 6 :
On réalise un montage comportant 2 miroirs plans formant un angle δ = 45°.
On fait alors tomber un rayon sous incidence a quelconque (0 < a < 90°) sur le montage.
Calculer l'angle de déviation
entre le rayon incident S et le rayon émergent R.
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