B Figure n 1 EXERCICE N 4 : Tracer plusieurs rayons incidents quelconques sur un miroir M et les rayons réfléchis correspondants.

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1 EXERCICE N 1 : 1) Un objet A est placé devant un miroir. Déterminer l image A dans le miroir de l objet A. 2) ontrer que lorsqu un miroir se déplace perpendiculairement à son plan d une distance d, l image A dans le miroir se déplace d une distance 2d. EXERCICE N 2 : Soient deux miroirs 1 et 2 perpendiculaires. Un rayon lumineux quelconque arrive sur 1 et se réfléchit. Puis il arrive sur 2 et se réfléchit. ontrer que le rayon qui arrive sur 1 et le rayon qui repart de 2 sont parallèles (montrer qu ils forment le même angle par rapport à l horizontal par exemple) EXERCICE N 3 : (figure n 1) Deux points A et B sont dans un même plan qui est perpendiculaire au miroir. Tracer le rayon incident passant par A et le rayon réfléchi par le miroir passant par B. Expliquer votre méthode. A 2 Figure n vous 1 B Figure n 1 EXERCICE N 4 : Tracer plusieurs rayons incidents quelconques sur un miroir et les rayons réfléchis correspondants. EXERCICE N 5 : (figure n 2) Vous êtes devant deux miroirs 1 et 2. Déterminer toutes vos images (A 1, A 2...) dans les deux miroirs. EXERCICE N 6 : Une fibre optique à saut d'indice est constituée d'un coeur d'indice 1,52 entouré d'une d'indice 1,48. FIGURE N 1 : Un rayon lumineux qui était dans l'air, pénètre dans la fibre avec un angle d'incidence i 1 = 20. Calculer l'angle de réfraction i 2 dans le coeur. Déterminer l'angle i 3. Que se passe-t-il au point? Justifier par un calcul. Finir le trajet du rayon lumineux dans la fibre. (rép : 13 ; 77 ; réflexion dans le cœur) FIGURE N 2 : êmes questions que la figure n 1 avec un angle d'incidence i 1 = 40.(rép : 25 ; 65 ; réfraction dans la ) air i1 i2 i3 coeur air i1 i2 i3 coeur FIGURE N 1 : i 1 = 20 FIGURE N 2 : i 1 = 40 (remarque : les deux figures ne sont pas faites à l'échelle) EXERCICE N 7 : a) Un rayon lumineux se propage dans le diamant d'indice 2,43 et arrive à la surface de l'eau d'indice 1,33. L'angle d'incidence vaut 30. Déterminer l'angle de réfraction dans l'eau. Faire un dessin à l'échelle. (rép :66 ) b) mêmes questions si maintenant l'angle d'incidence vaut 60. Faire un dessin à l'échelle (rép :pas de réfraction mais réflexion totale : 60 )

2 EXERCICE N 8 : Un rayon dans l air arrive à la surface d un second milieu avec un angle d incidence de 58. L angle de réfraction dans le milieu n 2 vaut 36. Calculer l indice de réfraction du milieu n 2 (rép : 1,44) EXERCICE N 9 : Pour une radiation lumineuse de longueur d onde λ, l indice d un verre peut être calculé par la formule de Cauchy : n = A + B 2 avec A=1,62 ; B=0,01 et λ exprimée en µm dans la formule. Calculer l indice du verre λ pour le rouge extrême et le violet extrême du spectre du visible. (rép : 1,637 ; 1,682) Si un rayon de lumière «blanche» (provenant d une lampe à incandescence par exemple) dans l air arrive à la surface d un milieu en verre en faisant un angle d incidence de 70. Que se passe-t-il? Calculer les angles de réfraction du rouge et du violet extrêmes. Faire un schéma simplifié. (la lumière blanche est dispersée : spectre continu allant du rouge au violet, le rouge étant le moins dévié. i 2R =35 ; i 2V =34 ) EXERCICE N 10 : Un rayon lumineux dans l air arrive à la surface d un prisme d indice de réfraction 1,58. Tracer à l échelle le trajet du rayon lumineux dans le prisme puis à la sortie du prisme en le démontrant par des calculs dans les deux cas suivants : (rép : figure n 1 : 0 ; 45 ; 45 ; 0 ; figure n 2 : 26,58 ; 18,41 ; 30 ) EXERCICE N 11:lentilles Un objet AB a une hauteur de 2cm. Le point A est situé sur l axe optique.déterminer graphiquement et par le calcul, la position de son image A B, sa nature, son grandissement, son sens et sa taille dans les cas suivants et calculer la vergence de la lentille. 1) objet AB réel situé à 8cm d une lentille convergente de distance focale 3cm. (OA'=4,8cm ; image réelle, G = -0,6 ; image renversée, A B =1,2cm ; V = 33,33dioptries) 2) objet AB réel situé à 3cm d une lentille convergente de distance focale 3cm. (OA'=infini) 3) objet AB réel situé à 2cm d une lentille convergente de distance focale 3cm. (OA'= -6cm ; image virtuelle, G = 3 ; image droite ; A B =6cm ; V = 33,33dioptries) 4) objet AB réel situé à 1cm d une lentille convergente de distance focale 3cm. (OA'= -1,5cm ; image virtuelle, G = 1,5 ; image droite A B =3cm ; V = 33,33dioptries) 5) objet AB virtuel situé à 2cm d une lentille convergente de distance focale 3cm. (OA'=1,2cm ; image réelle, G = 0,6 ; image droite A B =1,2cm ; V = 33,33dioptries) 6) objet AB virtuel situé à 3cm d une lentille convergente de distance focale 3cm. (OA'=1,5cm ; image réelle, G = 0,5 ; image droite A B =1cm ; V = 33,33dioptries) 7) objet AB virtuel situé à 8cm d une lentille convergente de distance focale 3cm. (OA'=2,18cm ; image réelle, G = 0,27 ; image droite A B =0,54cm ; V = 33,33dioptries) 8) objet AB réel situé à 8cm d une lentille divergente de distance focale -3cm. (OA'= -2,18cm ; image virtuelle, G = 0,27 ; image droite A B =0,54cm ; V = -33,33dioptries)

3 8) objet AB réel situé à 3cm d une lentille divergente de distance focale -3cm. (OA'= -1,5cm ; image virtuelle, G = 0,5 ; image droite A B =1cm ; V = -33,33dioptries) 9) objet AB réel situé à 1cm d une lentille divergente de distance focale -3cm. (OA'= -0,75cm ; image virtuelle, G = 0,75 ; image droite A B =1,5cm ; V = -33,33dioptries) 10) objet AB virtuel situé à 1cm d une lentille divergente de distance focale -3cm. (OA'= 1,5cm ; image réelle, G = 1,5 ; image droite A B =3cm ; V = -33,33dioptries) 11) objet AB virtuel situé à 3cm d une lentille divergente de distance focale -3cm. (OA'infini) 12) objet AB virtuel situé à 8cm d une lentille divergente de distance focale -3cm. (OA'= -4,8cm ; image virtuelle, G = -0,6 ; image renversée A B = 1,2cm ; V = -33,33dioptries)

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