Contrôle commun   N° 02

Technique de la visée.

Il ne faut pas couper les cheveux en quatre.

Un peu de réfraction.

Correction

Énoncé

 

 

 

 

I- Technique de Visée : il faut savoir cligner de l’œil.

Paul colle sur la vitre de sa chambre une bande rectangulaire

de hauteur h = 15,2 cm, placée horizontalement. La bande cache

l’immeuble qui se trouve en face du sien. Il observe d’un seul œil et la

distance entre son œil et la fenêtre est = 81,5 cm. Il sort de chez lui et

compte 120 pas pour mesurer la distance D entre les deux immeubles.

Il mesure ensuite la longueur d’un pas : p = 75,6 cm.

 

1)- Faire un schéma légendé de la situation de visée.

-  schéma légendé de la situation de visée.

schéma légendé de la situation de visée

2)- Quel principe-a-t-il utilisé pour effectuer la visée ?

énoncer ce principe.

-  principe utilisé :

Pour effectuer la visée, on utilise le principe de

propagation rectiligne de la lumière.

-  Énoncé :

La lumière se propage en ligne droite dans tout milieu

transparent homogène.

3)- Écrire l’équation littérale qui permet de déterminer

la hauteur H de l’immeuble visé. Justifier la réponse.

-  Équation littérale :

Les droites D et D’ étant parallèles,

on utilise le théorème de Thalès :

-  Equation littérale : théorème de Thalès (1)

-  On en déduit la formule littérale suivante :

-  formule littérale de la hauteur H

4)- Calculer la hauteur H de l’immeuble visé.

-  Hauteur de l’immeuble :

-  Il suffit de faire l’application numérique et

d’arrondir de façon judicieuse :

-   Valeur de la hauteur H

II- Il ne faut pas couper les cheveux en quatre.

Pour mesurer le diamètre d’un fil très fin, on peut utiliser le phénomène

de diffraction. Lorsque l’on envoie un faisceau laser sur un fil très fin,

on obtient une figure de diffraction sur un écran. La tache centrale a

une largeur L. à l’aide de fils très fins dont on connaît les diamètres D,

on a réalisé différentes mesures dans les mêmes conditions.

 

-  Tableau de mesures :

D en μm

60,0

80,0

100,0

120,0

140,0

160,0

180,0

200,0

L en cm

10,8

8,7

7,1

6,2

5,4

4,8

4,3

3,9

 1 / L en m 1

 

2)- Faire un schéma légendé du dispositif.

-  Schéma légendé du dispositif :

schéma légendé du dispositif

 

3)- Premier graphe :

Représenter graphiquement la variation de L,

largeur de la tache centrale de diffraction en fonction de D, diamètre du fil.

Échelles : pour D : 10 μm   1 cm   pour L : 1 cm  ↔ 1 cm.

-  Premier graphe : L = f (D).

graphe 1

4)- Deuxième graphe :

a)-   Convertir la largeur de la tache L en mètre.

calculer 1 / L pour chaque valeur de L puis compléter le tableau.

-  Tableau de mesures :

D

en μm

60,0

80,0

100,0

120,0

140,0

160,0

180,0

200,0

L

en cm

10,8

8,7

7,1

6,2

5,4

4,8

4,3

3,9

  1 / L

en m 1

9,26

11,49

14,08

16,13

18,52

20,83

23,26

25,64

 

b)-   Représenter graphiquement la variation de 1 / L en fonction de D.

Échelles :   pour D : 10 μm  1 cm et     pour 1 / L : 1 m-1  ↔  0,5 cm.

5)- Comparer les deux courbes et trouver une loi simple reliant D et 1 / L.

-  Pour le premier graphe, les points ne sont pas alignés, il n’existe pas

de relation simple entre L et D.

-  Pour le deuxième graphe, les points sont pratiquement alignés.

-  Il existe une relation simple entre 1 / L et D.

-  Relation du type : Relation simple entre 1/L et D

-  On trouve :

-  Equation

 

 

III- Un peu de réfraction.

Une radiation monochromatique passe de l’air dans le verre.

Le rayon incident arrive sur la surface plane de séparation

des deux milieux en faisant un angle de 30 ° avec cette surface.

Le rayon réfracté (ou transmis) fait un angle de 57 ° avec la

surface de séparation.

 

1)- Faire un schéma légendé de la situation décrite.

-  Schéma légendé de la situation décrite.

2)- Qu’appelle-t-on point d’incidence ?

Noter I ce point sur le schéma,

puis nommer SI le rayon incident et IR le rayon réfracté.

-  Le point d’incidence I :

On appelle point d’incidence I, le point d’intersection

entre le rayon incident SI et

la surface de séparation.

3)- Les angles donnés correspondent-ils aux angles

d’incidence et de réfraction ?

-  Les angles donnés ne correspondent pas aux angles

d’incidence et de réfraction.

-  Ces angles sont repérés par rapport à la normale

à la surface de séparation.

4)- Quelle est la référence qui manque sur le schéma pour

définir et déterminer ces angles ? Tracer cette ligne de

référence et donner les valeurs de l’angle d’incidence i1 et

de l’angle de réfraction i2.

-  Référence manquante :

pour définir et déterminer ces

angles, il faut tracer la normale NI à la surface de

séparation passant par le point d’incidence I : 

i1 = 60 ° et i2 = 33 °.

5)- Calculer l’indice de réfraction n2 du verre sachant que

celui de l’air n1 1,0. Justifier votre réponse.

-  Calcul de l’indice de réfraction n2 du verre sachant que

celui de l’air n1 = 1,0.

-  On utilise la loi de la réfraction :

-   Valeur de l'indice de réfraction n2