Exercices d'optique


Équipe académique Mathématiques
Bordeaux,12 avril 2011

 

Niveau  :

1èreSTL

 

Prérequis  :

 

 

Objectifs  :

 

 

 

Extraits du programme  :

« Les enseignants de mathématiques doivent avoir régulièrement accès aux laboratoires afin de favoriser l'établissement de liens forts entre la formation mathématique et les formations dispensées dans les enseignements scientifiques et technologiques. Cet accès permet … de prendre en compte les besoins mathématiques des autres disciplines. »  

 

 

Déroulement de la séance  :

 

 

Documents  :


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Enoncé :

 

Exercice 1

On admet que la distance focale de l'oculaire est 34mm : il est associé à un objectif assimilable à une lentille mince L de centre O et de vergence CL = 9pour constituer une lunette.

La lunette est afocale et le diamètre d'ouverture de l'objectif est 2R = 3 cm.

1)      Calculer le grossissement G de la lunette.

2)      Définir le cercle oculaire et déterminer sa position O' et son rayon R'.

3)      Tracer, à l'échelle 1, la marche réelle d'un faisceau lumineux issu d'un point B à l'infini hors de l'axe, couvrant l'objectif L et traversant toute la lunette. On indiquera sur le schéma la position du cercle oculaire.

 

 

Exercice 2 : observation d'une éclipse

 

On se propose d'étudier une lunette qui a permis de réaliser des clichés lors de l'éclipse totale du soleil survenue le 11 août 1999.

 

Pour observer cette éclipse, on utilise une lunette qui possède les caractéristiques suivantes :

 

1)      Lorsqu'un observateur, emmétrope et n'accommodant pas, regarde un objet éloigné à travers la lunette, où se trouvent :

a)      L'image de l'objet donnée par l'objectif ?

b)      L'image de l'objet donnée par la lunette ?

c)      En déduire la valeur de l'intervalle optique  de la lunette dans ces conditions d'observation.

2)      On assimile l'oculaire à une lentille mince, faire un schéma de principe où on placera le foyer objet de l'oculaire  et le foyer image de l'objectif .

A l'aide de ce schéma de principe, déterminer le grossissement de la lunette. En déduire le diamètre apparent de l'image du soleil donnée par la lunette.

3)      Pour obtenir un maximum de luminosité on doit placer l'œil au cercle oculaire.

a)      Que signifie le terme « cercle oculaire » ?

b)      Déterminer sa grandeur et sa position par rapport à

 

 

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