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. 20
Effet photoélectrique et enjeux énergétiques
Ch. 21
Évolutions temporelles dans un circuit capacitif
BAC
Thème 4
Annexes
Ch. 22
Méthode
Chapitre 19
Activité 2 - Activité expérimentale
60  min

Observation d'un objet à l'infini

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Objectifs : Représenter une lunette afocale et un faisceau émergent provenant d'un point à l'infini.
Vérifier la position d'une image intermédiaire.
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Problématique de l'activité
Un objet lointain est considéré « à l'infini » en optique. Pour une observation confortable, il convient que l'image de cet objet par un instrument optique soit aussi « à l'infini ». On parle de lunette afocale.

Comment l'usage de lentilles minces convergentes permet-il d'obtenir des images grossies d'astres lointains ?
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Doc. 1
Modèle à l'œil

Le cristallin de l'œil humain peut être modélisé comme une lentille mince convergente. L'image se forme toujours sur la rétine pour un oeil emmétrope, quelle que soit la position de l'objet : il s'agit du phénomène d'accommodation.

L'observation sans fatigue correspond à un œil au repos, pour des muscles ciliaires détendus et donc pour un objet situé au loin. On modélise le cristallin par une lentille de distance focale égale à 12,5 cm et la rétine par un écran sur lequel on observe l'image.
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Doc. 2
Simulation numérique

Le logiciel OptGeo est un logiciel permettant de simuler le trajet de rayons lumineux à travers des lentilles.

Chapitre 19 - Activité expérimentale - Doc 2  - Simulation numérique
Le zoom est accessible dans la version Premium.

pour construire une lentille optique.
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Doc. 3
Maquette d'une lunette

Pour créer un objet à l'infini, il faut placer sur le banc optique un objet dans le plan focal objet d'une lentille. L'image de l'objet par cette lentille est alors située à l'infini.

Pour réaliser une maquette de lunette astronomique, il faut placer deux lentilles sur un banc optique. La distance entre les deux lentilles doit être égale à la somme des deux distances focales.
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Doc. 4
Matériel nécessaire

  • Banc optique
  • Deux lentilles convergentes (f^\prime =~12,5 cm)
  • Lentille de distance focale f^{\prime}_1~\gt~20 cm
  • Lentille de distance focale f^{\prime}_2~\leqslant~10~ cm
  • Source lumineuse
  • Objet d'observation
  • Écran
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Supplément numérique

Découvrez en vidéo comment réaliser une lunette de Kepler en .
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Questions
Compétence(s)
REA : Mettre en œuvre un protocole
RAI/ANA : Utiliser et interpréter des documents

1. Expliquer pourquoi l'image formée par un instrument d'optique doit se situer à l'infini.


2. À l'aide du logiciel, montrer que l'on a bien une image à l'infini en positionnant deux lentilles de distances focales f^{\prime}_1 et f^{\prime}_2 et des rayons incidents provenant de l'infini.

3. Construire la maquette de la lunette en utilisant le matériel à disposition. À l'aide d'un écran, vérifier que l'image intermédiaire (image de l'objet par la première lentille) se forme bien dans le plan focal image de cette lentille.

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4. Expliquer, à l'aide d'un schéma, pourquoi « la distance entre ces deux lentilles doit être égale à la somme de leur distance focale ».


5. À l'aide du doc. 1, modéliser un oeil sur le banc d'essai pour observer l'image de l'objet à l'infini. Préciser le sens, droit ou inversé, de cette image par rapport à l'objet.

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Synthèse de l'activité
À l'aide des documents et des expériences, expliquer comment construire une lunette afocale, dont l'image d'un objet à l'infini se forme à l'infini.
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