Physique-Chimie Terminale Spécialité
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Préparation aux épreuves du Bac
1. Constitution et transformations de la matière
Ch. 1
Modélisation des transformations acide-base
Ch. 2
Analyse physique d'un système chimique
Ch. 3
Méthode de suivi d'un titrage
Ch. 4
Évolution temporelle d'une transformation chimique
Ch. 5
Évolution temporelle d'une transformation nucléaire
BAC
Thème 1
Ch. 6
Évolution spontanée d'un système chimique
Ch. 7
Équilibres acide-base
Ch. 8
Transformations chimiques forcées
Ch. 9
Structure et optimisation en chimie organique
Ch. 10
Stratégies de synthèse
BAC
Thème 1 bis
2. Mouvement et interactions
Ch. 11
Description d'un mouvement
Ch. 12
Mouvement dans un champ uniforme
Ch. 13
Mouvement dans un champ de gravitation
Ch. 14
Modélisation de l'écoulement d'un fluide
BAC
Thème 2
3. Conversions et transferts d'énergie
Ch. 15
Étude d’un système thermodynamique
Ch. 16
Bilans d'énergie thermique
BAC
Thème 3
4. Ondes et signaux
Ch. 17
Propagation des ondes
Ch. 18
Interférences et diffraction
Ch. 19
Lunette astronomique
Ch. 20
Effet photoélectrique et enjeux énergétiques
Ch. 21
Évolutions temporelles dans un circuit capacitif
BAC
Thème 4
Annexes
Ch. 22
Méthode
Chapitre 19
Activité 1 - Activité d'exploration
Présentation de la lunette
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Objectifs : Identifier l'objectif et l'oculaire.
Établir l'expression du grossissement d'une lunette.
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Problématique de l'activité
La lunette astronomique est l'un des premiers instruments optiques créés pour observer les objets lointains.
De quoi dépend le grossissement d'une lunette astronomique ?
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Doc. 1 Grossissement selon Galilée
D'abord, en effet, il est nécessaire qu'il se fabrique une lunette de très grande précision, qui puisse représenter les objets brillants, distincts, et sans aucun obscurcissement. Il faut que cette lunette grossisse au moins 400 fois car alors elle montrera les objets vingt fois plus proches.
Et pour s'assurer sans grande peine du pouvoir [de grossissement] de l'instrument, on tracera deux cercles [...], dont l'un soit 400 fois plus gros que l'autre [...].
Ensuite, on regardera simultanément de loin les deux surfaces fixées au même mur, en observant le plus petit d'un oeil appliqué à la lunette et le plus gros de l'autre oeil resté libre [...] alors, en effet, les deux figures apparaîtront du même ordre de grandeur, si l'instrument grossit les objets selon la proportion désirée.
Et pour s'assurer sans grande peine du pouvoir [de grossissement] de l'instrument, on tracera deux cercles [...], dont l'un soit 400 fois plus gros que l'autre [...].
Ensuite, on regardera simultanément de loin les deux surfaces fixées au même mur, en observant le plus petit d'un oeil appliqué à la lunette et le plus gros de l'autre oeil resté libre [...] alors, en effet, les deux figures apparaîtront du même ordre de grandeur, si l'instrument grossit les objets selon la proportion désirée.
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Doc. 2Objectif et oculaire
Une lunette astronomique est constituée de deux lentilles minces convergentes, une première qui reçoit les rayons issus de l'objet : l'objectif ; une seconde derrière laquelle on observe l'image : l'oculaire.
L'objectif principal de la lunette astronomique est d'observer des objets lointains. Le grossissement caractérise l'augmentation de la taille apparente d'un objet observé par l'instrument.
On note f^{\prime}_1 la distance focale de l'objectif et f^{\prime}_2 la distance focale de l'oculaire. On mesure le grossissement pour différentes valeurs de distances focales f^{\prime}_1 et f^{\prime}_2.
L'objectif principal de la lunette astronomique est d'observer des objets lointains. Le grossissement caractérise l'augmentation de la taille apparente d'un objet observé par l'instrument.
On note f^{\prime}_1 la distance focale de l'objectif et f^{\prime}_2 la distance focale de l'oculaire. On mesure le grossissement pour différentes valeurs de distances focales f^{\prime}_1 et f^{\prime}_2.
- Pour f^{\prime}_2 = 4,0 cm :
| Distance focale \boldsymbol{f^{\prime}_1}(cm) | 5{,}0 | 10{,}0 | 20{,}0 | 40{,}0 | 50{,}0 |
| Grossissement \boldsymbol{G} | 1{,}3 | 2{,}5 | 5{,}0 | 10 | 13 |
- Pour f^{\prime}_1 = 40,0 cm :
| Distance focale \boldsymbol{f^{\prime}_2} (cm) | 2{,}0 | 4{,}0 | 10{,}0 | 15{,}0 | 30{,}0 |
| Grossissement \boldsymbol{G} | 20 | 10 | 4{,}00 | 2{,}67 | 1{,}33 |
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Doc. 3Taille apparente
La taille apparente d'un objet \alpha est l'angle sous lequel les extrémités de l'objet sont observées. Lors d'une observation avec une lunette astronomique, l'objet observé possède une taille apparente \alpha^\prime plus élevée.
Les angles ne sont pas orientés dans cette étude.
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Questions
Compétence(s)
RAI/ANA : Utiliser et interpréter des documents
VAL : Analyser des résultats
VAL : Analyser des résultats
1. Préciser l'utilité d'une lunette astronomique.
2. Proposer une définition du grossissement G et donner la valeur de ce dernier dans le texte de Galilée.
3. Évaluer l'influence des deux distances focales sur la valeur d'un grossissement.
4. Proposer une relation mathématique simple entre G, f^{\prime}_1 et f^{\prime}_2.
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Synthèse de l'activité
Après avoir décrit la composition de l'instrument et ses propriétés, proposer plusieurs méthodes pour modifier le grossissement d'une lunette astronomique.
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