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2007/09 Métropole Correction © http://labolycee.orgEXERCICE III. PETITE HISTOIRE D’UNE LENTILLE ET DE DEUX MIROIRS… (4 points)
1. Étude des miroirs du télescope
1.1. (0,25) Figure 10 (le schéma n’est pas à l'échelle) miroir plan
L'image A'B' est symétrique de l'objet AB par rapport au plan du miroir.
[pic]
(0,25) Figure 11 (le schéma n’est pas à l'échelle) miroir sphérique
Données :
F : foyer du miroir
S : sommet du miroir
C : centre du miroir
[pic]
Dans un devoir, il n’est pas nécessaire de justifier les tracés. Nous le faisons ici pour votre compréhension.
1er rayon : Issu de B semblant provenir de C, est réfléchi par le miroir en passant par C.
2e rayon : Issu de B parallèle à l'axe optique, est réfléchi en passant par F.
3e rayon : Issu de B semblant provenir de F, est réfléchi parallèlement à l'axe optique.
Le point image B' est situé à l'intersection des rayons réfléchis. Le point A' est situé sur l'axe optique.
1.2. (0,25) Si Clémentine utilisait un écran entier, les rayons incidents issus de la lampe seraient arrêtés par cet écran, ils ne pourraient pas atteindre le miroir sphérique, elle n’obtiendrait pas d’image sur l’écran.
(0,25) L’objet lumineux est situé à plusieurs mètres du miroir sphérique, on peut considérer que l’objet est à l’infini. Dans ce cas l’image se forme dans le plan focal du miroir sphérique. L’image est observée à 90 cm du miroir, donc la distance focale est égale à 90 cm.
2. Étude de la lentille du télescope
Question 2.1. Figure 12 (le schéma est à l'échelle)
[pic]
(0,25)
a) On place la lentille et l’écran.
b) On trace un rayon issu de H, passant par le centre optique de la lentille, il émerge sans être dévié. Le point image H’’ est situé à l’intersection de ce rayon et de l’écran.
c) On trace un rayon issu de H, parallèle à l’axe optique. Il émerge en passant par H’’. Le foyer image F’ est situé à l’intersection de ce rayon et de l’axe optique.
d) On