Exercice n°2 :
A
la tombée de la nuit, la tour Eiffel allume son phare, constitué de
quatre projecteurs motorisés et synchronisés qui portent à 80
kilomètres. Chaque projecteur est surmonté d’un diaphragme circulaire
suivi d’un système de deux lentilles.
On s’intéresse ici au système de deux lentilles montées sur un
projecteur afin de produire un faisceau cylindrique intense.
On peut considérer que les rayons arrivent parallèles entre eux sur la
première lentille et ressortent également parallèles entre eux de la
deuxième lentille. Le faisceau sortant du système est moins large que
celui entrant mais avec une intensité lumineuse plus grande.
Les vergences des lentilles sont C = 10 SI et C
a = 0,1 SI.
On rappelle que la distance focale est l’inverse de la vergence.
Ce système est construit comme une lunette astronomique.
8. Le système des
deux lentilles est dit :
A. divergent
B. focal
C. afocal vrai.
D. trifocal.
Un faisceau incident parallèle émerge en un faisceau parallèle.
9. La vergence est
une grandeur physique exprimée en :
A. 𝑚
B. 𝑚
2
C. 𝑚 −1
vrai
D. 𝑚
−2.
10. Le
grossissement Gdu système formé par les deux lentilles est :
A. G=C
a .C
B. G = C
a / C
C. G = C
a-C.
D. G = C / Ca.
Vrai.
11. Afin d’obtenir un faisceau cylindrique plus intense et moins
large à la sortie du système des deux lentilles, il faut que :
A. la première lentille soit celle de vergence C
B. la première lentille
soit celle de vergence Ca. Vrai
C. la deuxième lentille soit celle de vergence C
a
D. la deuxième lentille soit celle de distance focale la plus grande.
12. Le
grossissement G de ce système optique est :
A. G=100 vrai
B. G=10
C. G=1
D. G=0,1.
G = C / Ca = 10 / 0,1 = 100.
Avant l’arrivée des rayons parallèles devant la première lentille, le
faisceau lumineux passe à travers un diaphragme circulaire ; un
phénomène de diffraction a alors lieu.
Données : - Expression de l’écart angulaire lors de la diffraction
d’une onde électromagnétique de longueur d’onde
l par un diaphragme
circulaire de diamètre D :
q=1,22
l / D.
- Diamètre du diaphragme : D = 60 cm
13. A la sortie du
diaphragme, l’écart angulaire du faisceau est de l’ordre de :
A. 10
−3 rad
B. 10−6
rad vrai
C. 10
−9 rad
D. 10
−12 rad.
Longueur d'onde moyenne de la lumière blanche 600 nm.
q=1,22 x.600 10-9
/0,60=1,2 10-6 rad.
14. Dans ce cas, la
figure de diffraction qui serait obtenue sur un écran serait alors
composée :
A. de taches carrées alignées
B. de cercles
concentriques vrai
C. d’une succession de franges rectangulaires équidistantes
D. de franges rectangulaires placées aléatoirement.
