PARTIE 2 (6 points) - REPRÉSENTATION VISUELLE

Le 20 mars 2015 a eu lieu une éclipse partielle visible depuis de nombreux pays européens. Pour observer cette éclipse, les recommandations générales préconisaient le port de lunettes adaptées pour l’éclipse ( « lunettes-éclipse »).
Julien, alors élève en classe de première générale, n’a pas réussi à se procurer de « lunettes­-éclipse », en rupture de stock chez de nombreux distributeurs.
Il a pris alors la décision de construire un système de projection, destiné à obtenir une image du Soleil sur un écran.
Il a trouvé sur Internet (sur un blog personnel) un premier système, appelé sténopé.
Il veut aussi utiliser une lentille convergente pour réaliser un second système de projection. Il a retrouvé dans son cours la relation liant la vergence d’une lentille convergente et sa distance focale.
 
Document 1 : comment faire un sténopé ?
 
Source: d’après http://tempsreel.nouvelobs.com/
 
Document 2 : relation liant la vergence d’une lentille convergente et sa distance focale
La vergence C et la distance focale f’ sont liées par la relation suivante :

avec C en dioptrie (δ) et f’ en mètre (m).
 
Document 3 : fonctionnement d’un œil emmétrope
Pour un œil emmétrope (œil sans défaut), lorsqu’un objet est situé à l’infini, le foyer image du cristallin est sur la rétine.
 
QUESTIONS :
Question 1 :
Julien décide en premier lieu de tester le système appelé sténopé.

1.1 . Sur le schéma ci-dessous  à rendre avec la copie, déterminer par un tracé de rayons lumineux la position de A’, image du point A, et la position du point B’, image du point B. sur la feuille blanche utilisée comme écran.



1.2. Citer la propriété de la lumière qui est exploitée pour réaliser cette construction géométrique.
1.3. Dessiner alors sur votre copie l’image de l’éclipse obtenue sur la feuille blanche utilisée comme écran
 
Question 2 :
Julien décide en second lieu de tester un autre système en réalisant un modèle réduit de l’œil.
Pour cela, il a utilisé le matériel suivant : une lentille convergente, un diaphragme et un écran translucide. Une autre boîte en carton lui a servi de support pour réaliser ce modèle réduit.
Compléter le tableau.
Matériel utilisé pour le modèle réduit de l'œil partie de l'œil modélisée rôle optique
lentille convergente ensemble cornée-cristallin
diaphragme
limite la quantité de lumière qui entre ans l'œil
ecran translucide rétine

 
Question 3 :
Pour placer correctement ce matériel dans la boîte en carton, Julien a eu besoin de vérifier la distance focale de la lentille.                            ·
Sur la lentille, on peut lire : C = +10 δ.
Pour vérifier cette valeur, Julien a eu l’idée d’utiliser une bougie allumée comme objet (noté CD), et de rechercher une position pour laquelle l’image de la bougie (notée C’D’) est nette sur l’écran. Le schéma ci-dessous à rendre avec la copie modélise une situation de mesure mise en œuvre par Julien.

3.1. Sur ce schéma à rendre avec la copie, placer le foyer F’ de la lentille en traçant le rayon lumineux adéquat.
3.2. Déterminer la valeur de la distance focale f de la lentille à partir du schéma. Indiquer si la valeur de la distance focale ainsi mesurée est cohérente avec la valeur de vergence indiquée sur la lentille.
 
Question 4 :
On peut considérer que le Soleil est situé à une distance infiniment grande de la lentille. Déterminer la valeur de la distance entre l’écran translucide et la lentille permettant d’obtenir une image nette de l’éclipse sur l’écran.