Chapitre 7 Optique géométrique
L’ESSENTIEL
Visibilité d’un objet, réflexion, réfraction
Principe rectiligne de la lumière
« Dans un milieu transparent et homogène, la lumière se propage en ligne droite. »
Visibilité d’un objet
D’une part, l’objet doit émettre de la lumière ou diff user celle qu’il reçoit et, d’autre part, la lumière provenant de l’objet doit atteindre l’oeil de l’observateur.
Lentilles minces convergentes
Construction de l’image A′B′ d’un objet AB placé perpendiculairement a l’axe optique
On peut obtenir directement le point A′ à l’aide de deux rayons issus d’un même point E du plan focal objet, sachant qu’ils sortiront parallèlement entre eux, donc parallèlement au rayon EO.
L’œil
Modélisation
Le cristallin est assimilé à une lentille mince convergente de centre optique O confondu avec le centre du cristallin.
La rétine joue le rôle d’écran de centre O′ avec, toujours, pour une image nette , A′ étant le conjugué d’un point A quelconque de l’axe optique.
Mise au point
L’œil accommode en faisant varier la vergence du cristallin pour que l’image se forme sur la rétine.
Vision à l’infini d’un œil normal
Quand le point objet A est au point le plus éloigné, ou punctum remotum Pr, la valeur de f′ est maximale.
S’ENTRAINER
QCM
Selon les questions, une ou plusieurs bonnes réponses sont possibles ; seules les réponses entièrement justes seront prises en compte. Sauf indication particulière, le temps pour chaque question est de 3 minutes, correspondant à 1 point par question.
Deux vaisseaux se déplacent autour de la Lune où règne un vide parfait. Ils communiquent entre eux en s’envoyant des faisceaux lumineux très directifs.
Un astronaute placé sur la Lune observe les deux vaisseaux.


L’angle A d’un prisme est égal à 50°. Quel doit être l’indice de réfraction du prisme pour que le rayon figurant sur le schéma émerge de la face BC en faisant un angle de 15° avec la normale à BC.
GRENOBLE
Un objet de 2 m de hauteur est regardé à travers une lentille de vergence δ = 2 dioptries et située à 500 m de celle-ci. L’image de l’objet est donc située à :
SAINT-MICHEL
Le rapprochement dioptrique produit par une couche de benzène de 30 cm d’épaisseur et d’indice de réfraction n = 1,50 est :
SAINT-MICHEL (SUITE)
Pour obtenir le même rapprochement dioptrique avec de l’eau, d’indice de ré-fraction , l’épaisseur de la couche devrait être :
SAINT-MICHEL – 2009


BERCK – 2009
Les surfaces réfléchissantes de deux miroirs plans accolés forment un angle α = 52°. Un rayon lumineux issu d’une source ponctuelle S est parallèle au miroir M1. Ce rayon incident se réfléchit en un point I du miroir M2. On appelle β l’angle aigu formé entre le second rayon réfléchi et le rayon incident. (Le schéma n’est pas à l’échelle.)
Calculer la valeur de l’angle β.
SAINT-MICHEL – 2010
Un miroir sphérique convergent de rayon R = 40 cm donne d’un objet AB placé à 15 cm du sommet :
EFOM – 2009
Une loupe est une lentille convergente de 8 cm de distance focale. Elle est placée à 5 cm d’un livre dont les caractères ont 2 mm de hauteur. Quelle est la grandeur de l’image d’une lettre ?
EFOM – 2009
L’axe principal d’une lentille étant orienté dans le sens de la lumière, l’abscisse de son foyer principal image est . Calculer la vergence (en dioptries δ) de cette lentille.
EFOM – 2009 (SUITE)
Où se trouve l’image A′B′ d’un objet AB perpendiculaire à l’axe principal et situé à 5 cm de la lentille ?
SAINT-MICHEL – 2009
Un objet AB est placé à une distance OA = 5 cm d’une lentille convergente de distance focale 10 cm. On appelle A′B′ l’image de AB donnée par cette lentille.


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