E1- physique Vendredi 13 février 2015 Classe : 2 de Durée : 90 minutes

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1 Nom : N o : L usage de la calculatrice scientifique est autorisé. E1- physique Vendredi 13 février 2015 Classe : 2 de Durée : 90 minutes Exercice 1 : lentilles minces (5 points) On dispose de deux lentilles minces convergentes L 1 et L 2 coaxiales, placées à 10 cm l une de l autre. Un objet AB de 2 cm de hauteur est situé perpendiculairement en A à l axe principal et à 6 cm devant L 1. On donne : distance focale de L 1 = 2 cm distance focale de L 2 = 3 cm 1- En utilisant la formule de Descartes et celle du grandissement linéaire : a- Déterminer la position de l image A 1 B 1 donnée par L 1. b- Déduire la nature de l image A 1 B 1 donnée par L 1. c- Calculer la hauteur de A 1 B 1. d- Trouver à quelle distance A 1 B 1 se trouve-t-il de la lentille L 2? e- Déterminer la position de l image A 2 B 2 donnée par L 2. f- Déduire la nature de l image A 2 B 2 donnée par L 2. g- Calculer la hauteur de A 2 B a- Faire un schéma à l échelle réelle. b- Construire l image A 1 B 1 de AB donnée par la première lentille L 1. c- Construire l image finale A 2 B 2 de AB donnée par l ensemble des deux lentilles. Exercice 2 : Miroir plan (3 points) On considère deux miroirs plans M 1 et M 2 (voir annexe), placés de façon perpendiculaire, symétriquement l un de l autre par rapport à l axe (Ox). On considère un point objet A du plan (xoy), hors de l axe (Ox). Par une construction géométrique sur l annexe de la page 5/5 1. a. Déterminer les images A 1 de A par M 1 et A de A 1 par M 2. b. De la même façon, déterminer les images A 2 de A par M 2 et A de A 2 par M Soit un objet AB, placé tel que le montre la figure (voir annexe) Déterminer son image par le dispositif. 1 5

2 Exercice 3 : Spectre de lumière (3 points) Les figures 1 et 2 représentent, à la même échelle, les spectres de deux éléments différents, notés par la suite (1) et (2). La figure 3 représente le spectre de la lumière d une étoile. 1.a. Indiquer pour chaque cas, de quel type de spectre il s'agit. b. les décrire brièvement. 3. Que représentent les traits verticaux noirs dans le spectre de l étoile? 4. Le spectre de l étoile permet-il de déceler la présence de l élément (1) et/ou de l élément (2) dans l atmosphère de celle-ci? Justifier. 2 5

3 Exercice 4: Profil spectral d une étoile (4 points) L analyse de la lumière provenant de trois étoiles donne les informations suivantes : a. Pour chaque question, indiquer la (ou les) bonne(s) réponse(s). b. Justifier la réponse des questions Le profil spectral d une étoile est: 2. Le profil spectral d'une étoile permet de connaître : La courbe qui représente l intensité lumineuse des radiations émises par cette étoile en fonction des longueurs d onde de ces radiations la composition chimique de son atmosphère La courbe qui représente l intensité lumineuse des radiations émises par cette étoile en fonction du temps sa température de surface Ensemble des rayons lumineux colorés formant une palette allant de l'ultraviolet à l'infrarouge sa masse 3. L'étoile la plus chaude est : A B C 4. Une de ces étoiles est blanche. C'est l'étoile : 5. Chaque minimum de l'intensité lumineuse correspond à : 6. La température de surface de l étoile A B C une emission une absorption une température diminue quand la la longueur d onde du maximum d intensité lumineuse diminue augmente quand la la longueur d onde du maximum d intensité lumineuse diminue ne dépend pas de la longueur d onde du maximum d intensité lumineuse 3 5

4 Exercice 5 : Réfraction de la lumière (4 points) Un arbuste est planté au bord d'une rivière. Sa cime est à une hauteur de 2,0 m au dessus de la surface de l'eau. La profondeur de la rivière est de 1,0 m. Les rayons du Soleil, pratiquement parallèles entre eux, font un angle de 45 avec la verticale. On donne : indice de l'eau : n eau = 1,33 et n air = 1, Calculer l'angle de réfraction des rayons du Soleil dans l'eau. 2. Reproduire la figure et représenter l'arbuste et son ombre à la surface de l'eau et au fond de la rivière. 3. Un petit poisson doit rester dans l'ombre pour ne pas être dévoré par une carpe. a. A quelle distance de l'arbuste, le poisson peut-il s'aventurer s'il nage près de la surface. b. Même question s'il nage au fond de la rivière. 4 5

5 Nom : Classe : Annexe : exercice 2 5 5

6 6 5

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