Exercices - physisque sur la lunette astronomique - correction, Exercices de Physique
Eleonore_sa
Eleonore_sa28 April 2014

Exercices - physisque sur la lunette astronomique - correction, Exercices de Physique

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Exercices de physisque sur la lunette astronomique - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Étude de la lentille L2, Étude d'un modèle de lunette astronomique.
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EXERCICE III : LUNETTE ASTRONOMIQUE

2005 Liban EXERCICE III : LUNETTE ASTRONOMIQUE (4 points)

Correction Calculatrice interdite

A - Étude de la lentille L2

1. C2 = 2' f

1 C2 =

10,0

1 = 10

Pour le cas 1.b., au brouillon appliquons la relation de conjugaison, ainsi le tracé sera précis et juste.

2 1O A = –1,3 cm schéma soit –1,35 = – 6,5 cm réels

2 2

1

O A =

'2 2

1

O F +

2 1

1

O A

2 2

1

O A =

,

1 1

10 6 5  

2 2O A = –18,6 cm soit – 3,7 cm schéma

Taille de l'image A2B2: relation de grandissement

= 11

22

BA

BA = 2 2

2 1

O A

O A soit 22BA =

2 2

2 1

O A

O A 11BA = 2,9 cm schéma

2.

F2

F ’2 A2

B2

F2 F ’2

B2

A2

F’2

B2 infini

A2 Infini

F2

3. En appliquant les formules de conjugaison, il vient : 2 2

1

O A

12

1

AO =

'

1

22 FO

2 2

1

O A =

'

1

22 FO +

12

1

AO

2 2O A = '

'

2212

1222

FOAO

AOFO

D’après le graphique A1 se trouve à 6 cm en avant de O2, soit 30 cm réels: 12 AO = – 30 cm

2 2O A = 2

30

1030

3010 



 = 15 cm réels

soit 3 cm sur le schéma, ce qui est confirmé par la construction graphique.

B - Étude d'un modèle de lunette astronomique

1. A1B1 joue le rôle d’objet pour la lentille L2.

2. La lentille L1 s’appelle l’objectif (elle est du coté de l'objet) et la lentille L2 l’oculaire (du coté de

l'œil de l'astronome).

3.

4. L'objet AB est situé à l'infini en avant de L1 car A1 est confondu avec F '1 foyer principal image de L1

(A étant sur l'axe optique.)

L'image définitive A2B2 est rejetée à l'infini car A1 est confondu avec F2 foyer principal objet de L2.

(A2 étant sur l'axe optique). Il faut regarder dans L2 pour pouvoir l'observer (et ce sans fatigue oculaire).

5.a) Le diamètre apparent  de l'objet est l’angle sous lequel on observe l’objet AB à l'œil nu.

Le diamètre apparent de l'image ’ est l’angle sous lequel on voit l’objet à travers l’oculaire.

les diamètres apparents s'expriment en radians.

5.b) Voir figure 2.

L1

O1

F1 F’1

F2 F’2 A1

B1

B2 à l'infini

B à l'infini

5.c) Dans le triangle(O2,F'2, K) rectangle en O2, avec K projeté de B1 sur L2 (non marqué

sur la figure 2, faute de place) on peut écrire: tan ’ = 2

2 2

O K

O F' = ’ car ’ est petit.

O2K = A1B1 et O2F' 2 = O2F2 = f '2

soit ’ = 1 1

2

A B

f '

Dans le triangle(O1,B1, A1) rectangle en A1 on peut écrire tan  = 1

11

11

11

'f

BA

AO

BA  =  car  est petit.

G= 2

1

11

1

2

11

'

''

'

'

f

f

BA

f

f

BA 

G = 10

60 = 6,0

5.d) Pour augmenter le grossissement il suffit d’augmenter la distance focale f '1 de l’objectif ou de

diminuer la distance focale f '2 de l’oculaire.

Remarque : Sur une lunette astronomique, il est plus simple de changer d’oculaire.

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