Baccalaureat 2003 physique chimie specialite scientifique pondichery

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• Publié par: aldebaran
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Extrait

LeTélescopedeNewton (4points) Pondichéry2003 1.Imagesd'unobjetréelABdansunmiroirplanetunmiroirsphérique a) Construire géométriquement l'image A'B' de la flèche AB dans le miroir plan de la figure l. Que vaut le grandissement g ? b) On considère le miroir sphérique de foyer F (figure 2). - Où se trouve l'image de l'objet AB si ce dernier est placéà une très grande distance (éloignéà l'infini) sur l'axe optique,à gauche du miroir sphérique ? - Construire géométriquement l'image de la flèche AB telle qu'elle est placée sur la figure 2 pour le miroir sphérique. 2.Étudedutélescope UntélescopedeNEWTONestessentiellementconstituéd'unmiroirsphériqueconcave,d'axeoptique D,de sommetS,defoyerF etdedistancefocalef = SF .1 1 1 Onsouhaiteobserverunobjetéloignéàl'infini(étoile,planète,Lune,...)dansladirectiondel'axeoptique Ddu miroir. Letélescopeestéquipéd'unoculaireassimilableàunelentilleminceconvergentededistancefocalef' (f' >0)2 2 etdefoyers F et F'.2 2 Onsouhaitequel'observationsefasseselonunaxe D'perpendiculaireàl'axe D. C'estpourquoionplaceunmiroirplaninclinéà45°parrapportà D,decentre Isituésurcetaxeentrelefoyer F1 etlesommet Sdumiroirsphérique. a) - Sur la figure 3, indiquer la position de l'image F ' de F dans le miroir plan.1 1 - L'axe D' de l'oculaire est perpendiculaire en Ià D. Leréglagedutélescopeestafocal:danscesconditions,F' etF sontconfondus.1 2 - Placer l'oculaire sur la figure 3. On ne tiendra pas compte sur le dessin des valeurs relatives def1 etf ' données ultérieurement.2 - Si l'objet observé està l'infini sur D où se trouve son image finale ? b)L'astronomedésireobserverlaLune(considéréecommeinfinimentéloignéeetdecentresituésur D). LerayonlumineuxissudubordsupérieurdelaLune A ¥,arriveen Senfaisantl'angle asupposéfaibleavec D (voirfigureci-dessous). Justifier que q = 2a est le diamètre apparent de la Lune observéeà l'œil nu. Où se trouve l'image A de A pour le miroir sphérique ?1 Soit B l'imagede B bordinférieurdelaLune.1 Quelle relation existe-t-il entre A B ,f et q ? On suppose q petit : tan q = q .1 1 1 Que vaut A B , image de la Lune dans le miroir plan ?2 2 Calculer numériquement A B sif = SF = 1,20 m ; q = 2 a = 30' d'arc = 0,00872 rad.2 2 1 1 c)Letélescopeétantafocal,l'astronomeobservelaLunedansl'oculaire. Faire un schéma de l'oculaire (axe optique D', foyers F et F' ) sur lequel on placera A B .2 2 2 2 Où se trouve l'image de la Lune dans l'oculaire (image finale) ? Soit a' l'angle d'inclinaison sur D' du rayon passant par A et le centre de l'oculaire.2 Exprimer a ' (supposé petit) en fonction de a ,f etf’ .1 2 Justifier que q' = 2a' est le diamètre apparent de la Lune vue dans le télescope. d) On donne :f' = 2,00 cm.2 q ' a' Calculer la valeur numérique du rapport : =q a Comment appelle-t-on ce quotient ?Justifiez ce nom.