DS 1 – 1h20 DEVOIR SURVEILLE TS
spéLes réponses doivent être justifiées. Les résultats doivent être donnés avec leurs unités. La présentation et l’orthographe sont également appréciées [1 pt]. Calculatrice autorisée.
Exercice 1 L’appareil photo autofocus argentique [8 pt]
Un vieil appareil photographique dit « autofocus » est composé d’un objectif assimilable à une lentille de distance focale f’ = 50 mm et d’une pellicule de dimensions : 24 mm x 36 mm sur laquelle doit se former l’image de l’objet que l’on souhaite photographier.
La mise au point réalisée par l’appareil consiste à adapter la distance lentille-pellicule, de façon à obtenir une image nette sur la pellicule de l’objet visé.
1. On souhaite photographier un objet situé à 47 cm de l’objectif.
a. Quelle doit être la distance lentille-pellicule ?
b. Quelle doit être la hauteur maximale Hmax de l’objet si l’on veut être en mesure de le photographier entièrement (hauteur maximale de la pellicule = 24 mm) ?
2. a. A quelle distance de la lentille la pellicule doit-elle se trouver pour que l’on puisse photographier correctement la Tour Eiffel située à 170 m de l’appareil ? Justifier précisément sans faire de calculs.
b. La Tour Eiffel mesurant 320 m de hauteur, déterminer le diamètre apparent (en radian) sous laquelle elle est vue depuis l’appareil.
3. Le mécanisme autofocus de l’appareil peut faire varier la distance lentille-pellicule de 50 mm à 60 mm.
Déterminer la distance minimale possible entre l’objectif et un objet que l’on souhaite photographier.
Exercice 2 VRAI/ FAUX Lentilles et miroirs [11 pt]
Cet exercice comporte 9 affirmations indépendantes concernant les lentilles convergentes et les miroirs. Toute réponse doit être accompagnée de justifications ou de commentaires.
A chaque affirmation, vous répondrez donc par VRAI ou FAUX en justifiant votre choix à l'aide de définitions, de calculs, de schémas à compléter sur l'annexe (à rendre avec la copie).
Affirmation: Suivant sa position par rapport au miroir, l'image A'B' d'un objet AB donnée par un miroir plan peut être plus grande ou petite que l'objet.
On dispose d'une lentille convergente de distance focale: f' = 10 cm.
Affirmation: Cette lentille a une vergence C = 0,10 δ.
Affirmation: L'image A'B' d'un objet placé devant la lentille, à 60 cm du centre optique se forme derrière la lentille, à 12 cm du centre optique.
Affirmation: Après avoir traversé la lentille, le rayon (1) passe par le point B'. (voir annexe)
Affirmation: Dans un microscope, le diamètre du cercle oculaire dépend de la position et de la taille de l'objet observé. (s'aider si besoin de l'annexe)
Le schéma en annexe représente un miroir sphérique de sommet S, de centre C et de foyer F.
Affirmation: L'image A'B' de l'objet AB donnée par le miroir sphérique est située dans le même plan vertical que l'objet AB.
La lunette représentée en annexe est afocale. L'objectif a une distance focale f'1 = 0,75 m. Le diamètre apparent de l'astre observé est α = 9,0×10–3 rad.
Affirmation: Tous les rayons issus de B qui traversent l'objectif L1 traversent l'oculaire L2 .(voir annexe) Affirmation: Dans le cas d'une lunette afocale, le grossissement s'exprime également par la relation:
G = ' 2 ' 1
f
f
f'1 étant la distance focale de l'objectif et f'2 celle de l'oculaire.Affirmation: L'image A1B1 donnée par l'objectif mesure 13,5 mm.
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Affirmation
Affirmation
Affirmation
Affirmation et
ANNEXE à rendre avec la copie
NOM : Prénom :
F' O
B' (1)
F'
2O
2O
1F
1F'
1L
2L
1F
2objectif
oculaire
distance fixe
S C F
B A
O
1F '
1L
1O
2F
2F'
2L
2A ∞ B ∞
A
1B
1B' ∞ A' ∞
α α '
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