Cycle d orientation - GRPH/SEC/JB/ns 19 mai 2009 EVACOM PHYSIQUE 8 e O2 / 2 ème semestre 2008-2009 OPTIQUE THÉORIQUE (45 minutes) Nom : Prénom : Classe : Collège : Signature des parents : Points : /38 Consignes : Tous les tracés doivent être aussi précis que possible! Dans toute l épreuve, une flèche doit indiquer le sens de propagation de la lumière sur chaque rayon. Matériel : Les élèves doivent être en possession d'une règle graduée, d'une équerre, d'un compas, d'une gomme et d'un crayon gris taillé.
2 Exercice 1 Note si les affirmations suivantes sont V (vraies) ou F (fausses). Pour celles qui sont fausses, entoure le mot faux (un seul, mot avec ou sans article) et indique la correction dans la case prévue à cet effet. Ne tiens pas compte des accords grammaticaux. N Affirmation V(vraie) / F(fausse) Correction Exemple : Tous les êtres humains sont immortels. F mortels 1 2 3 4 5 Deux observateurs regardent l image d un objet dans un miroir. La position de cette image est différente pour les deux observateurs. Un objet qui absorbe la lumière verte et qui diffuse la lumière bleue et la lumière rouge est perçu magenta à la lumière du jour. La vitesse de propagation de la lumière est de 300 000 kilomètres par seconde. L image d un objet vu dans un miroir est sur le miroir. Pour un observateur terrestre, l étoile polaire est une source étendue de lumière. À saisir Ex. 1 : /5 pts
Exercice 2 3 La lumière émise par la lampe d un rétroprojecteur est blanche. On place sur la table lumineuse de ce rétroprojecteur deux filtres ronds de couleur notés A et B en les superposant partiellement. L image projetée sur un écran blanc par le rétroprojecteur est schématisée ci-dessous. Les couleurs perçues des zones 1 et 3 sont indiquées dans le tableau ci-dessous. A 1 2 3 B Zone 1 2 3 Couleur perçue sur l écran cyan jaune a) Indique la ou les couleur(s) R, V ou B transmise(s) par le filtre A.. b) Indique la ou les couleur(s) R, V ou B absorbée(s) par le filtre A.. c) Indique la ou les couleur(s) R, V ou B absorbée(s) par le filtre B.. d) Inscris dans le tableau la couleur perçue de la zone 2. À saisir Ex. 2 : /4 pts Exercice 3 a) A la lumière du jour, un chapeau est rouge. De quelle couleur ce chapeau est-il perçu dans une salle obscure, éclairée avec une lampe bleue?.. Explique ci-dessous ta réponse à l aide d un schéma ou d un texte. b) On sort un deuxième chapeau qui est perçu bleu avec l éclairage de cette lampe bleue. Quelle peut être, en lumière blanche, la couleur de ce chapeau? Donne trois réponses possibles parmi les couleurs suivantes : blanc, rouge, vert, bleu, jaune, cyan, magenta, noir. ou. ou. À saisir Ex. 3 : /6 pts
Exercice 4 4 Dans une pièce obscure, un expérimentateur dirige un étroit faisceau laser rouge sur un écran blanc (situation A), puis sur un miroir parfait (situation B) et enfin sur un écran noir (situation C). On a schématisé ci-dessous les trois situations. Le faisceau est représenté sur chaque schéma par un rayon. l observateur 1 Situation A l observateur 1 Situation B Pointeur laser Pointeur laser l observateur 2 Ecran blanc l observateur 2 Miroir l observateur 1 Situation C Pointeur laser l observateur 2 Ecran noir a) Complète chacune des phrases par le verbe précis utilisé en physique (on attend 3 verbes différents). o o o L écran blanc de la situation A la lumière du laser. Le miroir de la situation B la lumière du laser. L écran noir de la situation C la lumière du laser. b) Dans la situation A, l observateur 1 voit-il une petite zone rouge sur l écran? Dans la situation A, l observateur 2 voit-il une petite zone rouge sur l écran? Justifie en complétant avec un ou plusieurs rayons le schéma de la situation A. c) Dans la situation B, l observateur 1 voit-il une petite zone rouge sur le miroir? Dans la situation B, l observateur 2 voit-il une petite zone rouge sur le miroir? Justifie en complétant avec un ou plusieurs rayons le schéma de la situation B. À saisir Ex. 4 : /8 pts
Exercice 5 Une sphère noire est placée entre une boule lumineuse et un écran blanc, comme l indique le schéma de profil. La boule est la seule source de lumière dans la pièce. Schéma du dispositif vu de profil 5 Ecran blanc Observateur Boule lumineuse Sphère noire a) L une des deux photos ci-dessous correspond à ce que voit l observateur sur l écran du dispositif. Laquelle?. A B b) Pour justifier ta réponse, complète le schéma du dispositif vu de profil avec des rayons significatifs et une légende. c) Sur ce schéma de profil, indique par une croix une position sur l écran depuis laquelle une mouche ne verrait que partiellement la lampe. d) Explique ce qui a dû être modifié dans le dispositif pour obtenir l autre photo. À saisir Ex. 5 : /7 pts
Exercice 6 6 Voici une photo qui montre ce qu un observateur voit d un cylindre et de son image dans un miroir. Le miroir est maintenu verticalement par un support. Support Cylindre Schéma du dispositif vu d en haut Support P Miroir (surface réfléchissante) E Cylindre D C B A a) Sur le schéma, construis précisément l image du cylindre vue par l observateur. b) Indique la position (A, B, C, D ou E) de l observateur depuis laquelle la photo a été prise : c) Parmi les positions A, B, C, D et E, indique toutes celles depuis lesquelles l observateur peut voir l image du point P du cylindre dans le miroir :... d) Pour l une des positions choisies à la question c), représente sur le schéma, à l aide de rayons, la lumière qui permet à l observateur de voir l image du point P. Construction précise exigée. Total de l épreuve : 38 points À saisir Ex. 6 : /8 pts