vous
M1
M2
30° 30°
EXERCICE N°1 :
1) Un objet A est placé devant un miroir. Déterminer l’image A’ dans le miroir de l’objet A.
2) Montrer que lorsqu’un miroir se déplace perpendiculairement à son plan d’une distance d, l’image A’ dans le miroir se déplace d’une distance 2d.
EXERCICE N°2 :
Soient deux miroirs M1 et M2 perpendiculaires. Un rayon lumineux quelconque arrive sur M1 et se réfléchit.
Puis il arrive sur M2 et se réfléchit. Montrer que le rayon qui arrive sur M1 et le rayon qui repart de M2 sont parallèles (montrer qu’ils forment le même angle par rapport à l’horizontal par exemple)
EXERCICE N°3 : (figure n°1)
Deux points A et B sont dans un même plan qui est perpendiculaire au miroir M. Tracer le rayon incident passant par A et le rayon réfléchi par le miroir passant par B. Expliquer votre méthode.
EXERCICE N°4 :
Tracer plusieurs rayons incidents quelconques sur un miroir M et les rayons réfléchis correspondants.
EXERCICE N°5 :(figure n°2)
Vous êtes devant deux miroirs M1 et M2. Déterminer toutes vos images (A1 , A2 ....) dans les deux miroirs.
EXERCICE N°6 :
Une fibre optique à saut d'indice est constituée d'un coeur d'indice 1,52 entouré d'une gaine d'indice 1,48.
FIGURE N°1 : Un rayon lumineux qui était dans l'air, pénètre dans la fibre avec un angle d'incidence i1 = 20°. Calculer l'angle de réfraction i2 dans le coeur. Déterminer l'angle i3. Que se passe-t-il au point M ? Justifier par un calcul. Finir le trajet du rayon lumineux dans la fibre. (rép : 13° ; 77° ; réflexion dans le cœur)
FIGURE N°2 : Mêmes questions que la figure n°1 avec un angle d'incidence i1 = 40°.(rép : 25° ; 65° ; réfraction dans la gaine)
coeur
gaine
gaine
air i3
i1
i2
M
coeur
gaine
gaine
air i3
i1
i2
M
FIGURE N°1 : i1 = 20° FIGURE N°2 : i1 = 40°
(remarque : les deux figures ne sont pas faites à l'échelle) EXERCICE N°7 :
a) Un rayon lumineux se propage dans le diamant d'indice 2,43 et arrive à la surface de l'eau d'indice 1,33.
L'angle d'incidence vaut 30°. Déterminer l'angle de réfraction dans l'eau. Faire un dessin à l'échelle.
(rép :66°)
b) mêmes questions si maintenant l'angle d'incidence vaut 60°. Faire un dessin à l'échelle (rép :pas de réfraction mais réflexion totale : 60°)
A
B
M
Figure n°1
Figure n°2
EXERCICE N°8 :
Un rayon dans l’air arrive à la surface d’un second milieu avec un angle d’incidence de 58°. L’angle de réfraction dans le milieu n°2 vaut 36°. Calculer l’indice de réfraction du milieu n°2 (rép : 1,44)
EXERCICE N°9 :
Pour une radiation lumineuse de longueur d’onde λ, l’indice d’un verre peut être calculé par la formule de Cauchy :
+λ
=A B2
n avec A=1,62 ; B=0,01 et λ exprimée en µm dans la formule. Calculer l’indice du verre pour le rouge extrême et le violet extrême du spectre du visible. (rép : 1,637 ; 1,682)
Si un rayon de lumière « blanche » (provenant d’une lampe à incandescence par exemple) dans l’air arrive à la surface d’un milieu en verre en faisant un angle d’incidence de 70°. Que se passe-t-il ? Calculer les angles de réfraction du rouge et du violet extrêmes. Faire un schéma simplifié. (la lumière blanche est dispersée : spectre continu allant du rouge au violet, le rouge étant le moins dévié. i2R=35° ; i2V=34°)
EXERCICE N°10 :
Un rayon lumineux dans l’air arrive à la surface d’un prisme d’indice de réfraction 1,58. Tracer à l’échelle le trajet du rayon lumineux dans le prisme puis à la sortie du prisme en le démontrant par des calculs dans les deux cas suivants :
(rép : figure n°1 : 0° ; 45° ; 45° ; 0° ; figure n°2 : 26,58°; 18,41° ; 30°) EXERCICE N°11:lentilles
Un objet AB a une hauteur de 2cm. Le point A est situé sur l’axe optique.Déterminer graphiquement et par le calcul, la position de son image A’B’, sa nature, son grandissement, son sens et sa taille dans les cas suivants et calculer la vergence de la lentille.
1) objet AB réel situé à 8cm d’une lentille convergente de distance focale 3cm. (OA'=4,8cm ; image réelle, G = -0,6 ; image renversée, A’B’=1,2cm ; V = 33,33dioptries)
2) objet AB réel situé à 3cm d’une lentille convergente de distance focale 3cm. (OA'=infini)
3) objet AB réel situé à 2cm d’une lentille convergente de distance focale 3cm. (OA'= -6cm ; image virtuelle, G = 3 ; image droite ; A’B’=6cm ; V = 33,33dioptries)
4) objet AB réel situé à 1cm d’une lentille convergente de distance focale 3cm. (OA'= -1,5cm ; image virtuelle, G = 1,5 ; image droite A’B’=3cm ; V = 33,33dioptries)
5) objet AB virtuel situé à 2cm d’une lentille convergente de distance focale 3cm. (OA'=1,2cm ; image réelle, G = 0,6 ; image droite A’B’=1,2cm ; V = 33,33dioptries)
6) objet AB virtuel situé à 3cm d’une lentille convergente de distance focale 3cm. (OA'=1,5cm ; image réelle, G = 0,5 ; image droite A’B’=1cm ; V = 33,33dioptries)
7) objet AB virtuel situé à 8cm d’une lentille convergente de distance focale 3cm. (OA'=2,18cm ; image réelle, G = 0,27 ; image droite A’B’=0,54cm ; V = 33,33dioptries)
8) objet AB réel situé à 8cm d’une lentille divergente de distance focale -3cm. (OA'= -2,18cm ; image virtuelle, G = 0,27 ; image droite A’B’=0,54cm ; V = -33,33dioptries)
45° 45°
8) objet AB réel situé à 3cm d’une lentille divergente de distance focale -3cm. (OA'= -1,5cm ; image virtuelle, G = 0,5 ; image droite A’B’=1cm ; V = -33,33dioptries)
9) objet AB réel situé à 1cm d’une lentille divergente de distance focale -3cm. (OA'= -0,75cm ; image virtuelle, G = 0,75 ; image droite A’B’=1,5cm ; V = -33,33dioptries)
10) objet AB virtuel situé à 1cm d’une lentille divergente de distance focale -3cm. (OA'= 1,5cm ; image réelle, G = 1,5 ; image droite A’B’=3cm ; V = -33,33dioptries)
11) objet AB virtuel situé à 3cm d’une lentille divergente de distance focale -3cm. (OA'infini)
12) objet AB virtuel situé à 8cm d’une lentille divergente de distance focale -3cm. (OA'= -4,8cm ; image virtuelle, G = -0,6 ; image renversée A’B’= 1,2cm ; V = -33,33dioptries)
EXERCICE N°12 :
Soit une lentille convergente de distance focale 10cm. Un objet réel est situé à 500m de la lentille.
Déterminer la position de son image. Même question pour un objet réel situé à 2km de la lentille.
Conclure. (rép : 10,002cm ; 10,0005cm…) EXERCICE N°12 :
Soit une lentille convergente de distance focale 10cm. Un objet réel est situé à 500m de la lentille.
Déterminer la position de son image. Même question pour un objet réel situé à 2km de la lentille.
Conclure. (rép : 10,002cm ; 10,0005cm…) EXERCICE N°12 :
Soit une lentille convergente de distance focale 10cm. Un objet réel est situé à 500m de la lentille.
Déterminer la position de son image. Même question pour un objet réel situé à 2km de la lentille.
Conclure. (rép : 10,002cm ; 10,0005cm…) EXERCICE N°12 :
Soit une lentille convergente de distance focale 10cm. Un objet réel est situé à 500m de la lentille.
Déterminer la position de son image. Même question pour un objet réel situé à 2km de la lentille.
Conclure. (rép : 10,002cm ; 10,0005cm…) EXERCICE N°12 :
Soit une lentille convergente de distance focale 10cm. Un objet réel est situé à 500m de la lentille.
Déterminer la position de son image. Même question pour un objet réel situé à 2km de la lentille.
Conclure. (rép : 10,002cm ; 10,0005cm…) EXERCICE N°12 :
Soit une lentille convergente de distance focale 10cm. Un objet réel est situé à 500m de la lentille.
Déterminer la position de son image. Même question pour un objet réel situé à 2km de la lentille.
Conclure. (rép : 10,002cm ; 10,0005cm…) EXERCICE N°12 :
Soit une lentille convergente de distance focale 10cm. Un objet réel est situé à 500m de la lentille.
Déterminer la position de son image. Même question pour un objet réel situé à 2km de la lentille.
Conclure. (rép : 10,002cm ; 10,0005cm…) EXERCICE N°12 :
Soit une lentille convergente de distance focale 10cm. Un objet réel est situé à 500m de la lentille.
Déterminer la position de son image. Même question pour un objet réel situé à 2km de la lentille.
Conclure. (rép : 10,002cm ; 10,0005cm…) EXERCICE N°12 :
Soit une lentille convergente de distance focale 10cm. Un objet réel est situé à 500m de la lentille.
Déterminer la position de son image. Même question pour un objet réel situé à 2km de la lentille.
Conclure. (rép : 10,002cm ; 10,0005cm…) EXERCICE N°12 :
Soit une lentille convergente de distance focale 10cm. Un objet réel est situé à 500m de la lentille.
Déterminer la position de son image. Même question pour un objet réel situé à 2km de la lentille.
Conclure. (rép : 10,002cm ; 10,0005cm…) EXERCICE N°12 :
Soit une lentille convergente de distance focale 10cm. Un objet réel est situé à 500m de la lentille.
Déterminer la position de son image. Même question pour un objet réel situé à 2km de la lentille.
Conclure. (rép : 10,002cm ; 10,0005cm…)
