DS 1 – 1h 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 [11 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) ?
c. Compléter le schéma n°1 de l’annexe (à rendre avec la copie) en plaçant les foyers objet F et image F’ de la lentille, l’objet AB de taille Hmax perpendiculaire à l’axe optique, la lentille, l’image A’B’ renversée positionnée sur la pellicule. On tracera au moins 2 rayons issus du point-objet B. L’échelle est celle donnée sur l’annexe.
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.
c. Compléter les rayons lumineux du schéma n°2 de l’annexe (à rendre avec la copie).
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.
4. Rappeler les conditions d’utilisation d’une lentille mince pour obtenir d’un point-objet A un point-image A’ net.
Exercice 2 Hydrodistillation des feuilles d’estragon [8 pt]
On lit sur un protocole de TP le mode opératoire suivant pour extraire l’estragole des feuilles d’estragon : - dans un ballon de 500 ml, on introduit 200 mL d'eau distillée, des feuilles finement découpées d'estragon frais et quelques grains de pierre ponce.
- on réalise le montage d'hydrodistillation représenté ci-contre et on porte à ébullition le mélange contenu dans le ballon. On laisse se poursuivre le chauffage jusqu'à obtenir environ 50 mL de distillat ; le distillat est composé d'un mélange hétérogène : la phase aqueuse et la phase huileuse (contenant l'estragole), mal séparées.
- on ajoute au distillat 5 g de chlorure de sodium que l'on dissout par agitation. On verse ensuite le distillat dans une ampoule à décanter et on introduit 10 mL de dichlorométhane. Après agitation et décantation, on récupère la phase organique.
- on ajoute ensuite du sulfate de magnésium anhydre, après filtration on obtient une solution d’huile essentielle.
estragole dichloro-
méthane eau eau salée
Densité 0,96 1,34 1,00 1,2
Solubilité de l’estragole
très
soluble peu soluble très peu soluble
1. Dans le schéma du montage d'hydrodistillation, nommer les différentes parties numérotées de 1 à 5.
2. Justifier l'ajout du chlorure de sodium au distillat en utilisant les données.
3.a. Faire le schéma de l'ampoule à décanter après agitation et décantation. Préciser les positions de la phase aqueuse et de la phase organique. Justifier à partir des données.
b. Quelle précaution liée à la sécurité doit-on prendre lors de l'agitation de l'ampoule à décanter ? c. Pourquoi après décantation récupère-t-on la phase organique plutôt que la phase aqueuse ? Justifier.
4. Quel est le rôle du sulfate de magnésium anhydre ?
