Optique : Examen optique géométrique smia physique 4
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FACULTÉ DES SCIENCES
DÉPARTEMENT DE PHYSIQUE -EL JADIDA-
Examen d’optique géométrique ANNÉE UNIVERSITAIRE : 2014/2015 Filière : SMIA
Module : Physique 4 Session de juin 2015 Professeur :Abdel Ilah Faké
Examen d’optique I (Durée : 1h30’) Document à rendre avec la copie :
-Feuille-réponse (page 2/2) Pou les exercices 1 et 2, on fera les schémas et réponses directement sur la feuille-réponse.
Exercice 1Construire les images des objets
représentés sur les figures (a), (b), (c) et (d). La lumière se propage de la gauche vers la droite. Sur la figure (e), construire l’image finale A2 B
2 de A1 B
1 donnée par les deux miroirs en considérant d’abord une réflexion sur le miroir M
1 puis ensuite une réflexion sur le miroir M2 .
Exercice 21. Compléter le chemin du rayon lumineux à travers le prisme (figure (f)). 2. Calculer l’angle de déviation. On donne : n
air = 1; n = 1,52
Exercice 3A) On peut considérer une demi-boule en cristal d'indice n = 3/2 placée dans l'air comme formée par l'association d’un dioptre sphérique de sommet S et de rayon
, où R est une constante positive, et d’un dioptre plan (figure (g)). Soit un rayon lumineux incident
parallèle à l’axe optique
provenant d’un objet A et tombant sur le dioptre sphérique en I. 1) Trouver la position de A
1 image de A à travers le dioptre sphérique. 2) Déterminer la position de A', image de A
1 donnée par le dioptre plan. Que représente ce point pour la demi-boule ? 3) Tracer la marche du rayon lumineux
à travers la demi-boule. 4) En utilisant le principe du retour inverse de la lumière, trouver la position du foyer objet F de cette demi-boule. B) On argente maintenant la face plane, la lumière pénétrant par la face sphérique (figure (h)). On se place dans les conditions de l'approximation de Gauss. Trouver le centre, le sommet et le rayon du miroir équivalent. SC = RAB SCAI AI
-Feuille-réponse à rendre avec la copie
Nom et Prénom :
Exercice 1 Exercice 21) Marche d’un rayon :(f) 2) L’angle de déviation UNIVERSITÉ CHOUAIB DOUKKALI
ANNÉE UNIVERSITAIRE : 2014/2015
FACULTÉ DES SCIENCES
Filière : SMIA
DÉPARTEMENT DE PHYSIQUE
Module : Physique 4
-EL JADIDA-
Session de juin 2015
Correction d’examen d’optique I
Exercice 1 Exercice 21. Loi de réfraction en I : sin 30° = n sin r avec n = 1,52 : r = 19,2°(19°12’) A = r + r’ d’où : r’ = 40,8°(40°48’) Loi de réfraction en I’ : sin i’ = n sin r’ I’ = 83,3°(83°16’). 2. Angle de déviation : D = (i - r) + (i’ – r’) = 10,8 +42,5= 53,3°(53°16’)
Exercice 3Boule de cristal 1. On a :
212 11 n n n -n
SA SA SC−= A est à l’infini dans la direction de l’axe donc 1n 0SA =
et A
1 représente donc le foyer image du dioptre sphérique S. 2 111 2
SA SF3nn SCRn −=== 2. 211 n n0 A A'CC−= avec 11
CA C SA3 2SRRR
=+= −+=
Soit : 4
CA'3 R= A’ représente le foyer image F’ de la demi-boule. 3. Marche d’un rayon lumineux : elle est représentée sur la figure ci-après : 4. 112
nn - n
- 0 =
SA''SC
SA'' = SF = -2R
5. La face plane est argentée Rappel : Un rayon incident passant par le centre d’un miroir sphérique est réfléchi sur lui-même. Un rayon passant par le sommet d’un miroir sphérique est réfléchi dans une direction symétrique par rapport à l’axe.
Un rayon issu du foyer objet F
1 du dioptre sphérique devient normal à la face plane, il fait retour sur lui-même: F
1 est le centre Ω du miroir équivalent. Tout rayon passant par C est réfléchi dans une direction symétrique par rapport à l’axe: C est le sommet du miroir équivalent, dont le rayon est ⇒1 111 1n - 1
-=SF = -2RSFSC nR
CF = CS + SF == -3R 1 - n