Miroir Slentilles

une image nette G'H' de la flèche lumineuse GH qui sert d'objet. Elle l'obtient quand la distance entre l'écran et le miroir est égale à 90 cm. Pourquoi Clémentine ne choisit elle pas un écran entier pour observer les images ? Déduire de son expérience la distance focale du miroir sphérique. Justifier. 2. Étude de la lentille du télescope Clémentine utilise à nouveau le dispositif de la question 1.2. pour déterminer cette fois la distance focale de la lentille L. Elle remplace donc le miroir sphérique par cette lentille de centre O et de diamètre 5,0 cm. Elle pose cette lentille 6,0 cm à droite de la flèche lumineuse GH (de 2,0 cm de hauteur) qui sert d'objet. Elle obtient une image nette G"H" en plaçant l'écran 3,0 cm à droite de la lentille. 2.1. Placer, à l'échelle, sur LA FIGURE 12 DE L’ANNEXE EN PAGE 14, la lentille L et l'écran afin d'illustrer l'expérience de Clémentine. En déduire par construction, à l'échelle, sur LA FIGURE 12 DE L’ANNEXE EN PAGE 14, la position des foyers F et F' de la lentille L. 2.2. Déterminer l'expression littérale de la distance focale image OF' de la lentille L puis calculer sa valeur numérique. 3. Observation d'une éclipse de Lune avec le télescope 3.1. Clémentine remonte son télescope en plaçant ses différents éléments (la lentille L et les miroirs M1 et M2) tels qu'elle les a trouvés au moment de son achat. Dans son télescope, parmi les trois éléments précédents, lequel joue le rôle de l'objectif ? Lequel joue le rôle de l'oculaire ? Quel est le rôle du troisième élément ?

3.2. Dans cette question, on suppose que le télescope de Clémentine est afocal et qu'elle observe, au début de l'éclipse, la Lune KN supposée à l’infini dans la direction représentée sur la figure 5 de l'annexe. Un système est dit afocal lorsqu’il donne d’un objet à l’infini une image à l’infini. 3.2.1. Sans souci d'échelle, compléter LA FIGURE 13 DE L’ANNEXE EN PAGE 14 en construisant l'image K1N1 de la Lune KN donnée par le miroir M1. 3.2.2. Sans souci d'échelle, compléter LA FIGURE 13 DE L’ANNEXE EN PAGE 14 en plaçant l'image K2N2 de K1N1 donnée par le miroir M2. 3.2.3. Clémentine a-t-elle correctement placé la lentille L dans son télescope pour qu'il soit effectivement afocal ? 3.2.4. Sans souci d'échelle, compléter LA FIGURE 13 DE L’ANNEXE EN PAGE 14 en construisant l'image définitive K3N3 de K2N2 qui sert d'objet pour la lentille L. 3.3. À cause du phénomène de diffraction, l'image d'un point donnée par un instrument d'optique n'est pas un point mais une tache circulaire d'autant plus grande que le diamètre de l'objectif est petit. Si le grossissement de l'instrument est trop élevé, ces taches deviennent visibles et l'image est floue. Le grossissement maximal utilisable est égal à 2,5 fois le diamètre de l'objectif exprimé en mm. Clémentine mesure le diamètre de l’objectif et trouve 12 cm. α' Donnée : Grossissement d'un télescope G = ; α et α' correspondent respectivement au diamètre

α

apparent de la Lune et celui de son image définitive. 3.3.1. Compléter LA FIGURE 13 DE L’ANNEXE EN PAGE 14 en plaçant les diamètres apparents α et α'. f objectif . Démontrer que le grossissement du télescope G = f oculaire 3.3.2. Calculer la valeur numérique du grossissement du télescope de Clémentine. L'image définitive de la Lune observée par Clémentine est-elle nette ?

ANNEXE À RENDRE AGRAFÉE AVEC LA COPIE ANNEXE EXERCICE III

Question 1.1. Sens de propagation de la lumière →

Figure 10 (le schéma n’est pas à l'échelle) miroir plan

B

A

Question 1.1. Données : F : foyer du miroir S : sommet du miroir C : centre du miroir Sens de propagation de la lumière →

Figure 11 (le schéma n’est pas à l'échelle)