1 S DS 1 2014 2015 M Douezy doc 1319 revisermonbac

Pages: 7 (1363 mots) Publié le: 10 juin 2015
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2014-2015 DS 1 de physique
Informations générales

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Type : Devoirs Surveillés
Classe(s) : Première S
Matières : Physique
Mots clés : optique géométrique (lentilles),
couleurs, loi de Wien, niveaux d'énergie des
atomes

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Le 12 novembre 2014

DS n°1
Physique chimie

TERR

101(S) -103-104-105

Durée : 2 h 00
Calculatrice autorisée
Aucun document autorisé

Annexe à rendre avec la copie
Exercice 1 : Appareil photographique (13 points)
Les éléments essentiels d’un appareil photographique sont l’objectif et le capteur d’image ; l’appareil
photographique doit donner d’unobjet réel (arbre, tour, personnage.....) une image réelle qui doit se former
dans le plan du capteur d’image.
Un appareil photographique « autofocus » (appareil qui effectue automatiquement la mise au point de
l’objet) « 24 ´ 36 » (dimensions hauteur et largeur en mm du capteur d’image) a un objectif de « focale »50
mm c’est la distance focale de l’objectif.
Pour illustrer le principe defonctionnement de l’appareil photographique, on modélise l’objectif par une
lentille mince convergente.
La mise au point sur l’objet à photographier, qui est automatique dans ce cas, règle la distance lentillecapteur d’image entre 50 et 55 mm, pour que l’image se forme sur le capteur d’image.
N.B. Aucune connaissance spécifique sur l’appareil photographique n’est nécessaire pour traiter cet
exercice.
I.Modèle de l’appareil photo

1. Faire un schéma légendé des instruments d’optique permettant de modéliser cet appareil photo.
2. Indiquer la distance focale de la lentille utilisée par cet appareil photo. Calculer sa vergence.
3. Que devient la taille de l’image de l’objet photographié quand la distance objet-lentille diminue ?
Justifier à l’aide de schémas sur l’annexe à l’échelle ½ : faire unschéma d’un objet à 20 cm de
l’objectif et un autre schéma avec cet objet à 15 cm (on suppose dans ce cas que la distance lentillecapteur est fixe).
II. Mise au point

1. Quelle est la distance lentille-capteur d’image quand l’objet photographié est situé à une distance
infinie? Justifier.
2. La distance lentille-capteur d’image augmente-t-elle ou diminue-t-elle si on photographie un objet
plus prochede l’objectif ? Justifier à l’aide de calculs en prenant en objet à 80 cm puis un objet à 70
cm.
3. Expliquer l’intérêt de la mise au point.
4. Déterminer la distance minimale qui peut séparer l’objet à photographier de l’objectif pour que
l’image se forme sur le capteur d’image.
III. Photo

On photographie un enfant de hauteur h = 50 cm situé au pied d’un arbre de hauteur h’ = 4,0 m.
1. Lorsque lamise au point sur l’enfant et l’arbre est faite, la distance entre la lentille et l’enfant est de
2,0 m.
a.
Calculer la position de l’image dans ce cas.
b.
Peut-on avoir sur la pellicule l’image entière de l’enfant et de l’arbre ?
2. On cherche la distance minimale séparant la lentille de l’arbre pour que celui-ci apparaisse entier.
a.
Exprimer
en fonction du grandissement et de .
b.
Exprimerlittéralement la distance objet-lentille en fonction de la distance focale et du
grandissement, puis calculer la valeur numérique du grandissement afin que l’image de l’arbre soit
entièrement sur le capteur et enfin la distance minimale à laquelle doit se trouver l’arbre de l’objectif.

Exercice 2 : Analyse du spectre du soleil et découverte de l’hélium (12 points)
I. Température du soleil
Grâce...
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