Aurélie 11/04/12
 

 

   Diffraction, lentille convergente, microscope : concours kiné EFOM 2012.



 

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Diffraction.
Sur un écran de largeur L, placé à la distance D d'une fente éclairée, on observe la figure suivante constituées de taches lumineuses.

A) La distance d représente deux interfranges. Vrai.
Interfrange : distance entre deux raies consécutives de même nature.
B) Plus la largeur de la fente éclairée est faible, moins on observera de taches sur l'écran. Vrai.
La largeur de l'écran est limitée et la largeur de la tache centrale de difraction augmente si la fente est plus fine.
C) Cette figure illustre le phénomène de diffraction de la lumière par un obstacle circulaire. Faux.
Diffraction par une fente.
D) La largeur "a" de la fente doit être de l'ordre de grandeur de la longueur d'onde de l'onde lumineuse pour que l'on obtienne cette figure.
Vrai.
E) Pour une largeur de fente donnée, les taches secondaires sont d'autant plus larges que la longueur d'onde lumineuse est plus petite. Faux.
q = l/a  =½d/D ; si l diminue, a et D étant constants, alors la dimension des taches est plus faible.

Lentille convergente.
On place un objet dans le plan focal objet d'une lentille convergente de vergence 50 d.
A) On obtient une image virtuelle. Vrai.

Image virtuelle droite.

B) On obtient une image réelle. Faux.
C) On obtient une image rejetée à l'infini.
Vrai.
D) L'unité de la vergence est la dioptrie.
Vrai.
E) L'unité de la vergence est homogène à des m-1.
La vergence en dioptrie est l'inverse de la distance focale image exprimée en mètre.

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Diffraction par une fente.
On observe la tache centrale, de largeur L, d'une figure de diffraction d'une radiation monochromatique de longueur d'onde l. La source lumineuse est un monochromateur balayant toutes les radiations visibles. Elle éclaire une fente de largeur f = 2 µm située à la distance d = 5 m d'un écran. Quel est l'intervalle angulaire q ( angle sous lesuel on voit la moitié de la tache centrale de diffraction depuis la fente ) obtenu en balayant le domaine des longueurs d'onde du visible ?
A) 0,2 à 0,4 rad ( vrai ) ;  B) 2,4 à 4,8 ° ; 2,4 à 4,8 rad ; D) 0,2 à 0,4 ° ; E) Cet angle est indépendant de l et vaut tan q ~q~f/d.
q = l/f ; qmin =0,4 / 2 = 0,2 rad ~0,2 *180/3,14 ° ~12° ; 
qmax =0,8 / 2 = 0,4 rad. 

Loupe.
Un objet réel, situé à 63,0 mm devant le centre optique O d'une lentille convergente, donne une image droite et virtuelle huit fois plus grande que lui.
 La distance focale f' de cette lentille est : 5,50 mm ; 5,50 cm ; -7,20 cm ; -5,50 cm ; 72,0 mm.







Microscope.

On modèlise un microscope sur un banc d'optique en utilisant deux lentilles : l'objectif de vergence 20 dioptries et l'oculaire de vergence 25 dioptries. Ces deux lentilles sont distantes de 15 cm. L'objet initial fait 1,0 mm  de haut et est placé à 10 cm en amont de l'objectif.

A) Un microscope est formé d'une lentille convergente et d'une lentille divergente. Faux.
B) Il est impossible d'obtenir une image avec cette position de l'objet. Faux.

C) La position de l'image donnée par l'objectif est O1A1 =10 cm. Vrai.

D) La position de l'image finale est mesure algébrique de O2A2 = -20 cm. Faux.
L'image finale est réelle : O2A2 est positive.
E) La propagation des rayons lumineux le long du banc d'optique est invisible car il n'y a pas d'objets diffusant la lumière sur le trajet optique. Vrai.
L'air contient très peu de particules capables de diffuser la lumière.






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