2007/09 Métropole http://labolycee.org
EXERCICE III. PETITE HISTOIRE D’UNE LENTILLE ET DE DEUX MIROIRS… (4 points)

En feuilletant un magazine scientifique, Clémentine, passionnée d’astronomie, lit la petite annonce suivante : " À VENDRE, télescope de Newton, état neuf, pas de notice… ". Bien décidée à observer la prochaine éclipse de Lune, Clémentine répond à la petite annonce et achète ce télescope. Privée de notice, elle fait appel à ses connaissances en optique pour le faire fonctionner au mieux. Après avoir démonté son télescope avec grand soin, Clémentine récupère une lentille (notée L) et deux miroirs (notés M1 et M2).

Le but de cet exercice est de suivre la démarche qui va permettre à Clémentine de retrouver les caractéristiques de chaque élément constituant ce télescope puis d’en étudier son fonctionnement au cours de l’observation d’une éclipse de Lune.

1. Étude des miroirs du télescope
1.1. En se regardant dans chacun des miroirs, Clémentine constate que le premier (noté miroir M1) donne une image plus grande de son visage que celui-ci alors que le second (noté miroir M2) en donne une image de même taille.
Sans souci d'échelle, compléter LES FIGURES 10 ET 11 DE L’ANNEXE EN PAGE 13 en déterminant l'image A'B' du visage AB de Clémentine servant d'objet respectivement pour un miroir plan et pour un miroir sphérique.
À l'aide de son observation et des schémas précédents, déduire, parmi les miroirs M1 et M2, lequel est sphérique.

1.2. Clémentine veut à présent déterminer la distance focale du miroir sphérique. Elle allume alors une lampe de poche recouverte d'un papier opaque possédant une petite ouverture en forme de flèche verticale (de 2,0 cm de hauteur) puis pose le miroir sphérique plusieurs mètres à droite de celle-ci. Elle utilise un demi écran qui permet à la fois de laisser passer une partie de la lumière incidente et d’observer la totalité de l’image inversée. En déplaçant cet écran entre la lampe et le miroir,