Terminale générale | Physique-Chimie | Durée : 15 min | /20
Dernière mise à jour : 21 octobre 2026
Calculatrice autorisée.
Un objet AB de hauteur 2,0 cm est placé à 15 cm devant une lentille mince convergente de distance focale \(f' = 10\) cm (soit \(\overline{OA} = -15\) cm).
a) \(\dfrac{1}{\overline{OA'}}-\dfrac{1}{\overline{OA}}=\dfrac{1}{f'}\). (1,5 pt)
b) \(\dfrac{1}{\overline{OA'}}=\dfrac{1}{f'}+\dfrac{1}{\overline{OA}}=\dfrac{1}{10}+\dfrac{1}{-15}=\dfrac{3-2}{30}=\dfrac{1}{30}\), donc \(\overline{OA'}=+30\) cm : image réelle, 30 cm derrière la lentille. (3 pts)
c) \(\gamma=\dfrac{\overline{OA'}}{\overline{OA}}=\dfrac{30}{-15}=-2{,}0\). L'image est renversée (\(\gamma<0\)) et 2 fois plus grande que l'objet : \(A'B' = |\gamma|\times AB = 2{,}0\times2{,}0 = 4{,}0\) cm. (3,5 pts : 1,5 pt calcul de γ, 1 pt sens, 1 pt taille)
Une lunette astronomique est constituée d'un objectif de distance focale \(f'_1 = 900\) mm et d'un oculaire de distance focale \(f'_2 = 25\) mm. Elle est réglée en configuration afocale.
a) Une lunette afocale donne d'un objet à l'infini une image à l'infini (observation sans accommoder). Pour cela, le foyer image de l'objectif et le foyer objet de l'oculaire sont confondus : \(F'_1 = F_2\). (2 pts)
b) \(G=\dfrac{f'_1}{f'_2}=\dfrac{900}{25}=36\). (2,5 pts : 1 pt formule, 1,5 pt calcul)
c) \(L=f'_1+f'_2=900+25=925\ \text{mm}\approx0{,}93\ \text{m}\). (1,5 pt)
Un pointeur laser vert émet une lumière de longueur d'onde \(\lambda = 532\) nm avec une puissance \(P = 1{,}0\) mW.
| Grandeur | Symbole | Valeur |
|---|---|---|
| Constante de Planck | \(h\) | \(6{,}63\times10^{-34}\ \text{J·s}\) |
| Célérité de la lumière dans le vide | \(c\) | \(3{,}00\times10^{8}\ \text{m·s}^{-1}\) |
| Longueur d'onde | \(\lambda\) | \(532\) nm |
a) \(E=h\,\nu=\dfrac{h\,c}{\lambda}=\dfrac{6{,}63\times10^{-34}\times3{,}00\times10^{8}}{532\times10^{-9}}\approx3{,}7\times10^{-19}\ \text{J}\). (3 pts : 1 pt formule, 2 pts calcul)
b) \(N=\dfrac{P}{E}=\dfrac{1{,}0\times10^{-3}}{3{,}7\times10^{-19}}\approx2{,}7\times10^{15}\) photons par seconde. (2 pts)
c) L'énergie arrive par quanta \(E=h\nu\) : chaque électron est arraché par un photon. Si \(h\nu\) est inférieur à l'énergie d'extraction, aucun photon ne peut arracher d'électron, même s'ils sont très nombreux (intensité élevée). Une onde continue, elle, finirait par accumuler assez d'énergie : le seuil s'explique donc par l'aspect corpusculaire. (1 pt)
Total : 8 + 6 + 6 = 20 points.