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Révisions de spécialité TS 1  Diamètre apparent  Sans calculatrice: On souhaite observer un grain de pollen de diamètre environ 60  m à l’œil nu. Définir.

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1 Révisions de spécialité TS 1  Diamètre apparent  Sans calculatrice: On souhaite observer un grain de pollen de diamètre environ 60  m à l’œil nu. Définir et calculer le diamètre apparent de l’objet vu à une distance de 30 cm. Est-il compatible avec le pouvoir de résolution de l’œil (p = rad) ? Vision directe Le diamètre apparent est l’angle sous lequel on voit un objet  d = 30 cm A B  < p donc les détails du grain ne sont pas visibles à l’œil nu  Tracer les rayons extrêmes

2 Révisions de spécialité TS 2 Lentilles  Vergence :  Relation de conjugaison :  Grandissement :  Soit une lentille convergente de distance focale 200 mm située à 50 cm d’un écran. Où faut-il placer un objet de hauteur 3 cm dont on veut faire l’image sur l’écran ? Quelle sera la taille de l’image ?  convertir  Résoudre une équation sans erreurs de signes  Reconnaître les données utiles  Calculatrice

3 Révisions de spécialité TS 3 Lentilles  Vergence :  Relation de conjugaison :  Grandissement :  Soit une lentille convergente de distance focale 200 mm située à 50 cm d’un écran. Où faut-il placer un objet de hauteur 3 cm dont on veut faire l’image sur l’écran ? Quelle sera la taille de l’image ?  Résoudre deux équations

4 Révisions de spécialité TS 4 Lentilles  On place un objet à 5,0 cm d’une lentille inconnue. L’image apparaît nette sur un écran situé à 20 cm de la lentille. Calculer la distance focale de cette lentille  Résoudre une équation sans erreurs de signes  Signe des données  Calculatrice  Faire l’A.N. sans erreurs de signes  ▬

5 Révisions de spécialité TS 5 Lentilles  Rayons particuliers :  Soit une lentille de distance focale 6 cm. Sur le schéma à l’échelle ½, construire l’image de l’objet AB. En déduire sa taille et son sens. L.C. F’ F  Rayons issus du même point B B A A f’ B’ ? B’B’ ? A’ h’ Image inversée. On mesure h’= 1,2 cm, la taille de l’image est donc 1,2  2=2,4 cm  Échelle du schéma

6 Révisions de spécialité TS 6 Lentilles  Rayons particuliers :  Sur le schéma suivant, construire le trajet du rayon issu de B . L.C. F’ F  Point à l’   rayons parallèles BB B’  Point à l’   image dans le plan focal

7 Révisions de spécialité TS 7 Miroirs  Miroir plan  Miroir sphérique A A’ M C F f’ R D S  R  D/2

8 Révisions de spécialité TS 8  Miroir sphérique : rayons particuliers  Construire l’image de l’objet plan représenté par AB par le miroir convergent M. Miroirs  Point image = Intersection de rayons issus du miroir M B A B’B’ ?

9 Révisions de spécialité TS 9  Marche d’un faisceau lumineux  Construire la marche d’un faisceau lumineux issu du point B (situé à l’infini) couvrant le miroir sphérique. Peut-on observer l’image de B sans écran ? Miroirs M BB B’  D’abord construire l’image de B  Objet à l’infini  Image dans le plan focal

10 Révisions de spécialité TS 10  Marche d’un faisceau lumineux  Construire la marche d’un faisceau lumineux issu du point B (situé à l’infini) couvrant le miroir sphérique. Peut-on observer l’image de B sans écran ? Miroirs M B  B’  Tous les rayons issus d’un point objet passent par le point image On peut observer B’ si l’œil est dans le faisceau lumineux

11 Révisions de spécialité TS 11 Miroirs  Miroir divergent = miroir convexe  Un rétroviseur est un miroir convexe : son foyer et son centre optique se situent à l’arrière du miroir. A l’aide d’une construction graphique, montrer que le rétroviseur donne une image non inversée, située derrière le miroir, et plus petite de l’objet AB. Quel est son intérêt ? M B’ C F S f’ R A B A’ Intérêts: - on voit l’image sans se retourner - Plus grand champ de vision  Prolonger les rayons derrière le miroir

12 Révisions de spécialité TS 12 Instruments d’optique  Microscope  Le schéma ci-dessous est à l’échelle 1/4. Construire l’image de l’objet AB. Cette image peut-elle être vue nette par un œil situé au foyer F’ 2 ? Intervalle optique  F’ 2 F2F2 Oculaire F’ 1 F1F1 Objectif F’ 2 F2F2 F’ 1 F1F1 B A A1A1 B1B1  Construire l’image intermédiaire A 1 B 1

13 Révisions de spécialité TS 13 Instruments d’optique  Microscope  Le schéma ci-dessous est à l’échelle 1/4. Construire l’image de l’objet AB. A quelle condition cette image est-elle vue nette par un œil situé au foyer F’ 2 ? Intervalle optique  F’ 2 F2F2 Oculaire F’ 1 F1F1 Objectif F’ 2 B’ A’ F2F2 F’ 1 F1F1 B A A1A1 B1B1  A 1 B 1 est un objet pour l’oculaire >6,25 cm L’image est nette (en accommodant) si elle est à plus de 25 cm de l’œil

14 Révisions de spécialité TS 14 Instruments d’optique  Microscope : formules de conjugaison  Soit un microscope d’intervalle optique 10 cm, dont l’objectif a une distance focale de 40 mm et l’oculaire a une distance focale de 1,0 cm. Où doit se trouver l’objet pour que l’image définitive formée par l’oculaire soit visible sans accommodation ?

15 Révisions de spécialité TS 15 Instruments d’optique  Microscope  Soit un microscope d’intervalle optique 10 cm, dont l’objectif a une distance focale de 40 mm et l’oculaire a une distance focale de 1,0 cm. Où doit se trouver l’objet pour que l’image définitive formée par l’oculaire soit visible sans accommodation ?  A 1 B 1 est un objet pour l’oculaire  A 1 B 1 est une image pour l’objectif A1A1 B1B1 Intervalle optique  F’ 2 F2F2 Oculaire F’ 1 F1F1 Objectif O2O2 O1O1 Vision sans accommodation : A’B’ est à l’infini, donc A 1 B 1 est dans le plan focal objet de l’oculaire

16 Révisions de spécialité TS 16 Instruments d’optique  Microscope  Soit un microscope d’intervalle optique 10 cm, dont l’objectif a une distance focale de 40 mm et l’oculaire a une distance focale de 1,0 cm. Où doit se trouver l’objet pour que l’image définitive formée par l’oculaire soit visible sans accommodation ?  A 1 B 1 est un objet pour l’oculaire  Formules de conjugaison appliquées à l’objectif : l’image est A 1 B 1  A 1 B 1 est une image pour l’objectif  A.N. sans erreur d’unités ni de signes Vision sans accommodation : A’B’ est à l’infini, donc A 1 B 1 est dans le plan focal objet de l’oculaire

17 Révisions de spécialité TS 17  Microscope : diamètre apparent  On observe un grain de pollen de 50  m à travers le microscope précédent, réglé pour observer sans accommodation. Quel est son diamètre apparent ? ’’ O2O2 Instruments d’optique  Calculer  ’ grâce au rayon particulier issu de B 1 passant par O 2 ’’ A1A1 B1B1 Intervalle optique  F’ 2 F2F2 Oculaire F’ 1 F1F1 Objectif B A  Grandissement (ou Thalès)

18 Révisions de spécialité TS 18  Microscope : diamètre apparent  On observe un grain de pollen de 50  m à travers le microscope précédent, réglé pour observer sans accommodation. Quel est son diamètre apparent ? Instruments d’optique  Calculer  ’ grâce au rayon particulier issu de B 1 passant par O 2  Grandissement (ou Thalès)

19 Révisions de spécialité TS 19  Microscope : diamètre apparent On donne le grossissement standard d’un microscope: où  ’ est le diamètre angulaire de l’objet vue à travers le microscope et  standard est le diamètre angulaire de l’objet vu à une distance de 25 cm Déterminer le grossissement standard du microscope utilisé dans les conditions précédentes Instruments d’optique  Pollen à l’œil nu d = 25 cm  Image vue par le microscope

20 Révisions de spécialité TS 20 Instruments d’optique  Lunette (afocale)  Une lunette est constituée de la manière suivante : l’objectif (L 1 ) est une lentille convergente de distance focale f 1 ' = 250 mm, de diamètre D = 25 mm, de centre optique O 1 ; l’oculaire (L 2 ) est une lentille de distance focale f 2 ' = 50 mm, de centre optique O 2. Faire un schéma de cette lunette à l’échelle horizontale ½ (échelle verticale quelconque), avec un réglage afocal.  Construire l’image d’un objet situé à l’infini  Construire le cercle oculaire de cette lunette et mesurer sa distance à l’oculaire ’’  Oculaire F’ 1 F2F2 F’ 2 Objectif F1F1 O1O1 O2O2 B  A  A’  B’  B1B1 A1A1

21 Révisions de spécialité TS 21 Instruments d’optique  Lunette (afocale)  Une lunette est constituée de la manière suivante : l’objectif (L 1 ) est une lentille convergente de distance focale f 1 ' = 250 mm, de diamètre D = 25 mm, de centre optique O 1 ; l’oculaire (L 2 ) est une lentille de distance focale f 2 ' = 50 mm, de centre optique O 2. Faire un schéma de cette lunette à l’échelle horizontale ½ (échelle verticale quelconque), avec un réglage afocal.  Construire l’image d’un objet situé à l’infini  Construire le cercle oculaire de cette lunette et mesurer sa distance à l’oculaire Oculaire F’ 1 F2F2 F’ 2 Objectif F1F1 O1O1 O2O2  Cercle oculaire = image de l’objectif par l’ oculaire C’ D’

22 Révisions de spécialité TS 22 Instruments d’optique  Lunette (afocale)  On donne le grossissement de la lunette : où  ’ est le diamètre angulaire de l’objet vue à travers la lunette et  est le diamètre angulaire de l’objet Dans l’approximation des petits angles, montrer que le grossissement de la lunette afocale est égal au rapport des distances focales de l’objectif et de l’oculaire. L’objectif doit-il être plus ou moins convergent que l’oculaire ? B1B1 ’’  F’ 1 F2F2 F’ 2 Oculaire Objectif F1F1 O1O1 O2O2

23 Révisions de spécialité TS 23 Instruments d’optique  Lunette (afocale)  On donne le grossissement de la lunette : où  ’ est le diamètre angulaire de l’objet vue à travers la lunette et  est le diamètre angulaire de l’objet Dans l’approximation des petits angles, montrer que le grossissement de la lunette afocale est égal au rapport des distances focales de l’objectif et de l’oculaire. L’objectif doit-il être plus ou moins convergent que l’oculaire ? B1B1 ’’  F’ 1 F2F2 F’ 2 Oculaire Objectif F1F1 O1O1 O2O2  ’’ G>1  f’ 1 >f’ 2

24 Révisions de spécialité TS 24  Télescope  Construire l’image de l’objet AB à travers le télescope.  Construire le trajet d’un faisceau lumineux issu de B couvrant la totalité du miroir primaire à travers le télescope. Instruments d’optique (L 3 ) F’ 3 F3F3 (M 2 ) BB AA C1C1 F1F1 B1B1 A1A1 B2B2 A2A2 B’  A’   Premier miroir comme si l’autre n’était pas là  Image = symétrique par le miroir plan  Objet dans le plan focal  Image à l’infini (M 1 ) S1S1

25 Révisions de spécialité TS 25  Télescope  Construire l’image de l’objet AB à travers le télescope.  Construire le trajet d’un faisceau lumineux issu de B couvrant la totalité du miroir primaire à travers le télescope. Instruments d’optique (L 3 ) F’ 3 F3F3 (M 2 ) BB AA C1C1 (M 1 ) F1F1 B1B1 A1A1 B2B2 A2A2 B’  A’   Le rayon ne change de direction qu’au contact des optiques S1S1

26 Révisions de spécialité TS 26 Instruments d’optique  Télescope  Sur le télescope suivant (dirigé vers le haut), construire le cercle oculaire. Quel est son intérêt ? (L 3 ) F’ 3 F3F3 (M 2 ) S1S1 (M 1 ) F1F1 C D D1D1 C1C1 D’ C’  Cercle oculaire = image de l’objectif par l’ensemble miroir plan + oculaire Intérêt: luminosité (toute la lumière le traverse)

27 Révisions de spécialité TS 27  Diamètre apparent  Sans calculatrice: Le diamètre de la Lune est égal à 3476 km. On mesure son diamètre apparent en occultant la Lune avec un objet de diamètre 6 mm situé à 60 cm de notre œil. En déduire la distance Terre-Lune. Vision directe d = 60 cm  h = 6 mm D lune = 3476 km L= km

28 Révisions de spécialité TS 28  Diamètre apparent  Sans calculatrice: Le diamètre de la Lune est égal à 3476 km. On mesure son diamètre apparent en occultant la Lune avec un objet de diamètre 6 mm situé à 60 cm de notre œil. En déduire la distance Terre-Lune. Vision directe d = 60 cm L= km  h = 6 mm D lune = 3476 km Autre méthode: théorème de Thalès


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