NOM : PRÉ-TEST 2 PHY NYC GROUPES 1315 et /04/08

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1 Règlements : NOM : PRÉ-TEST 2 PHY NYC GROUPES 1315 et /04/08 Professeur : Pierre Noël de Tilly Tout plagiat entraîne la note zéro. Seuls calculatrice, règle, rapporteur d'angle, gomme à effacer, crayons et stylos (sauf de couleur rouge) sont permis. Les coffret à crayons et étui de calculatrice sont interdits. Vous n'avez besoin d'aucune feuille sauf celles remises par le professeur. Il est strictement interdit de dégrafer les feuilles. Répondez sur le questionnaire, sur la page où figure l'énoncé du problème. Si l'espace alloué ne suffit pas, utilisez le verso de la feuille. a Tout échange de matériel, de même que tout échange verbal sont interdits pendant l'examen. Si l'énoncé d'un problème ne paraît pas clair, l'étudiant-e peut demander des précisions au professeur en levant la main. Il est interdit de se lever pendant l'examen. Vous ne pouvez pas quitter la classe durant l'examen à moins d'avoir terminé et remis votre copie. Dans une question à développement, présentez toutes les étapes de la solution. De plus, encadrez ou soulignez vos réponses. Portez attention aux unités et aux signes. S'il s'agit d'une question objective à choix multiples, un seul choix doit être clairement encerclé ou inscrit. 1 /20 2 /20 3 /20 4 /20 5 /20 6 /20 7 /20 8 /20 Total /160 Page 1

2 1) (20 pts) Soit un cube de verre de 4 cm de côté et dont l'indice est 1,5. Un faisceau de lumière pénètre par la face gauche à 1 cm de la face supérieure avec un angle d'incidence de 60. a) Par quelle face (en haut, en bas, à gauche ou à droite) le faisceau lumineux va-t-il sortir? cm 60 b) À quelle distance du coin le plus proche le faisceau de lumière va-t-il sortir? c) Avec quel angle par rapport à la normale le faisceau lumineux va-t-il sortir? n = 1,5 d) Tracez les rayons sur le dessin à gauche. 4 cm Page 2

3 2) (20 pts) Une lentille convergente de distance focale 20 cm est située à 60 cm en avant d'une lentille convergente de distance focale 10 cm. Un petit objet de 10 mm de hauteur se trouve à 40 cm devant la lentille convergente de foyer 20 cm. a) Trouvez la position (par rapport à la lentille de 20 cm de foyer), la grandeur, la nature (réelle ou virtuelle) et l'orientation (droite ou inversée) de l'image formée par la lentille convergente de 20 cm de foyer. b) Trouvez la position (par rapport à la lentille de 10 cm de foyer), la grandeur, la nature (réelle ou virtuelle) et l'orientation (droite ou inversée par rapport à l'objet original) de l'image formée par la lentille convergente de foyer 10 cm si l'objet pour cette lentille est l'image formée par la lentille convergente de 20 cm de foyer dont vous avez calculé la position en (a). c) Dessinez les rayons et les images sur la figure ci-dessous. O Page 3

4 3) (20 pts) On place face à face, à une distance de 90 cm, une miroir concave ayant un foyer de 25 cm et un miroir convexe ayant un foyer de 40 cm. On place un objet de 10 mm de hauteur à 50 cm du miroir concave. a) Trouvez la position (par rapport au miroir concave), la grandeur, la nature (réelle ou virtuelle) et l'orientation (droite ou inversée) de l'image formée par le miroir concave. b) Trouvez la position (par rapport au miroir convexe), la grandeur, la nature (réelle ou virtuelle) et l'orientation (droite ou inversée par rapport à l'objet original) de l'image formée par le miroir convexe si l'objet pour le miroir convexe est l'image formée par le miroir concave dont vous avez calculé la position en (a). c) Dessinez les rayons et les images sur la figure ci-dessous. Page 4

5 4) (20 pts) Sur un timbre, un détail a une hauteur de 2 mm. on utilise une lentille convergente de distance focale 5 cm pour obtenir une image virtuelle à 50 cm de la lentille (qui est proche de l'oeil). Trouvez : a) la grandeur de l'image ; b) la grossissement de l'image pour l'oeil. Page 5

6 5) (20 pts)une personne hypermétrope a un PP de 40 cm sans lunettes. a) Quelles lunettes (en dioptrie D) doit-on lui prescrire pour qu'elle ait un PP de 25 cm? b) Si on met un objet à 30 cm devant les lunettes de cette personne, quel va être le grossissement pour cette personne? c) Si cette personne met les lunettes d'un myope de dioptrie -3D, quel est son PP avec ces lunettes? Page 6

7 1,8 m Physique NYC Ondes, optique et physique moderne Pré-Test 2 6) (20 pts) Deux haut-parleurs S 1 et S 2 sont distants de d = 1,8 m. Ils émettent un son de fréquence 600 Hz. S 1 est déphasé de π par rapport à S 2. L'écran est parallèle à la ligne joignant les haut-parleurs et à 14 m de celle-ci. On donne la vitesse du son égale à 340 m/s. a) Au centre de l'écran, C, y a-t-il un maximum ou un minimum? S 1 déphasé de π b) Donnez la position y du troisième minimum à gauche du centre. S 2 14 m C c) Donnez la position y du cinquième maximum à gauche du centre. N.B. Vous ne pouvez pas faire l'approximation tan( θ ) sin( θ ). Mais vous pouvez faire l'approximation δ d sin(θ ). Page 7

8 7) (20 pts) Deux antennes émettrices d'ondes radio sont placées à 80 m l'une de l'autre. Les signaux émis par chacune de ces antennes sont de même longueur d'onde mais déphasés de π rad. Un récepteur mobile se situe à 200 km sur la médiatrice (point A) joignant les deux sources. a) L'intensité du signal capté par le récepteur au point A est-elle maximale ou minimale? Expliquez. b) Le récepteur mobile se met en mouvement dans une direction parallèle à la droite joignant les deux sources. Rendu au point B situé à 10 km du point A, pour la deuxième fois le récepteur reçoit un max. Déterminez la longueur d'onde émise par les antennes. 2 φ π c) Quelle est l'intensité, en terme de I o, à 22 km du point A? I = 4 I 0 cos ( + ) 2 2 5) 80 m a) de1:= 80 m L := 200 km centre Minimum car au point A rien ne change et au départ on A av 200 km une bosse sur un creux. E2 b) y 1 := 10 km B 10 km 2 y 1 := 3 d m L = c) y 2 := 22 km φ 2 π y 2 := d φ L = 2 I 4 cos φ π := + I = Page 8

9 8) (20 pts) Soit un liquide d'indice 1,3 et d'épaisseur 1,5 μm entre deux plaques de verre d'indice 1,6. Quelles seront les longueurs d'onde absentes entre 400 nm et 700 nm? 6) n 1 := 1.3 n 2 := 1.6 e := m N := 6 2e n 1 := = 650 m10 9 N N := 7 2e n 1 := = 557 m10 9 N N := 8 2e n 1 := = 487m10 9 N N := 9 2e n 1 := = 433m10 9 N Page 9

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