Optique
208
Un prisme équilatéral a un indice n =
√
2 et un angle au sommet A.
a) On envoie sur ce prisme un
faisceau monochromatique (longueur d’onde λ ). Les rayons
parallèles proviennent d’une
source S située à très grande distance. L’angle d’incidence i correspond au minimum de
déviation D m du prisme; déterminer la valeur de cet angle
ainsi que la déviation D m .
b) On place à droite du prisme une lentille mince convergente de distance focale
f
= 10 cm . Où se forme S
l’image de S ? Calculer la longueur F S .
c) La longueur d’onde λ a varié de telle manière que l’indice du prisme est de
√
2 + 0,001 , soit dn = 0,001 . En utilisant le calcul différentiel, déterminer d D
ainsi que le déplacement de l’image d(F S ) .
On projette une diapositive de 1 cm de côté pour obtenir une image nette de 2 m
sur un écran placé à 10 m de la lentille du projecteur. Quelles sont les valeurs possibles du grandissement γ . Quel modèle de lentille faut-il utiliser ? Calculer ses distances focales.
On fabrique une lentille mince convergente dans un verre d’indice n = 3/2 . Les
rayons de courbure des surfaces sont de 20 et de 50 cm.
a) Dessiner les différentes configurations.
b) Dans chaque cas, calculer la vergence de la lentille.
L’œil humain est un système optique particulier équivalent à une lentille mince de
distance focale variable entre deux milieux d’indice différents (n = 1, n
= 1,33) ,
dans lequel la distance séparant la lentille de l’image est constante et égale à 25 mm
dans un œil normal.
a) Quelle est la distance focale et la vergence de l’œil pour une mise au point sur un
objet placé à l’infini ?
b) Répondre à la même question si l’objet est à 25 cm de l’œil.
Une lentille mince, d’indice n 1 = 3/2 , comprend une face plane et une face bombée de 2 cm de rayon de courbure.
a) Sachant qu’elle est convergente, représenter sur un schéma les deux modèles
possibles.
b) La lentille constitue un hublot séparant l’eau d’indice n 0 = 4/3 de l’air d’indice
n = 1 . Avec cette lentille, on forme l’image A
d’un objet situé dans l’eau. En appliquant deux fois la formule du dioptre et en utilisant la propriété des lentilles
minces, écrire dans chaque cas la relation de conjugaison liant les positions A et A
.
11
10
9
8
7
i
F'
A
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Un prisme équilatéral a un indice n =
√
2 et un angle au sommet A.
a) On envoie sur ce prisme un
faisceau monochromatique (longueur d’onde λ ). Les rayons
parallèles proviennent d’une
source S située à très grande distance. L’angle d’incidence i correspond au minimum de
déviation D m du prisme; déterminer la valeur de cet angle
ainsi que la déviation D m .
b) On place à droite du prisme une lentille mince convergente de distance focale
f
= 10 cm . Où se forme S
l’image de S ? Calculer la longueur F S .
c) La longueur d’onde λ a varié de telle manière que l’indice du prisme est de
√
2 + 0,001 , soit dn = 0,001 . En utilisant le calcul différentiel, déterminer d D
ainsi que le déplacement de l’image d(F S ) .
On projette une diapositive de 1 cm de côté pour obtenir une image nette de 2 m
sur un écran placé à 10 m de la lentille du projecteur. Quelles sont les valeurs possibles du grandissement γ . Quel modèle de lentille faut-il utiliser ? Calculer ses distances focales.
On fabrique une lentille mince convergente dans un verre d’indice n = 3/2 . Les
rayons de courbure des surfaces sont de 20 et de 50 cm.
a) Dessiner les différentes configurations.
b) Dans chaque cas, calculer la vergence de la lentille.
L’œil humain est un système optique particulier équivalent à une lentille mince de
distance focale variable entre deux milieux d’indice différents (n = 1, n
= 1,33) ,
dans lequel la distance séparant la lentille de l’image est constante et égale à 25 mm
dans un œil normal.
a) Quelle est la distance focale et la vergence de l’œil pour une mise au point sur un
objet placé à l’infini ?
b) Répondre à la même question si l’objet est à 25 cm de l’œil.
Une lentille mince, d’indice n 1 = 3/2 , comprend une face plane et une face bombée de 2 cm de rayon de courbure.
a) Sachant qu’elle est convergente, représenter sur un schéma les deux modèles
possibles.
b) La lentille constitue un hublot séparant l’eau d’indice n 0 = 4/3 de l’air d’indice
n = 1 . Avec cette lentille, on forme l’image A
d’un objet situé dans l’eau. En appliquant deux fois la formule du dioptre et en utilisant la propriété des lentilles
minces, écrire dans chaque cas la relation de conjugaison liant les positions A et A
.
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