Oui
Lunette et instruments d'optique
Sujet Bac Corrigé - Lunette ou télescope - Bac S Amérique du Sud 2003 (ancien programme) - Ex 2 - Corrigé (Physique-chimie)
1 juin 2003
Bac S (ancien programme)
🔭 Observer la Lune avec une lunette astronomique puis avec un télescope de Newton : l'exercice de spécialité de 4 points de cette épreuve.
- Diamètre apparent et diamètre réel de la Lune
- Construction des images dans une lunette afocale et calcul du grossissement
- Rôle du miroir secondaire et trajet d'un rayon dans le télescope
Sujet officiel et corrigé détaillé avec toutes les figures de l'annexe complétées, les méthodes de construction et les pièges.
✅ Correction
🫣
Correction Masquée
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Lunette astronomique et télescope de Newton : l'optique au service de l'astronomie
Cet exercice de spécialité de 4 points du Bac S Amérique du Sud 2003 part d'un texte de vulgarisation sur les instruments d'observation du ciel. Il demande de modéliser les trajets de la lumière dans une lunette astronomique, puis dans un télescope de Newton, en observant la Lune. On y travaille le diamètre apparent, la construction d'images par une lentille convergente, le grossissement et le rôle d'un miroir plan.
Diamètre apparent et taille de la Lune
Le diamètre apparent est l'angle sous lequel on voit un objet à l'œil nu. Avec un angle de 9,3 × 10-3 rad et une distance Terre-Lune de 3,8 × 105 km, l'approximation des petits angles donne D = α × d, soit un diamètre de la Lune de 3,5 × 103 km. Le piège : cette relation n'est valable qu'avec un angle en radian.
L'objectif et l'image intermédiaire
La Lune est à l'infini : son image A1B1 par l'objectif se forme dans le plan focal image, avec A1 confondu avec F'1. Le rayon issu de B qui passe par le centre optique n'est pas dévié et fixe la position de B1. Dans le triangle rectangle O1A1B1, la taille de l'image vaut α × f'1, soit 0,93 cm pour une focale de 100 cm.
L'oculaire et la lunette afocale
Pour qu'un œil normal observe sans fatigue, l'image finale doit être rejetée à l'infini : A1B1 doit se trouver dans le plan focal objet de l'oculaire. Le foyer objet F2 est donc confondu avec F'1, et F'2 est son symétrique par rapport à O2. Pour construire l'image finale, on trace deux rayons issus de B1 : ils émergent parallèles, et il ne faut surtout pas chercher leur point d'intersection. L'angle α' vaut 9,3 × 10-2 rad, d'où un grossissement G = α'/α = 10. La relation du texte, G = f'1/f'2, donne la même valeur : elle se démontre d'ailleurs à partir des deux triangles précédents.
Le télescope de Newton
Dans un télescope, le miroir primaire renvoie la lumière vers l'entrée du tube. Sans miroir secondaire, l'observateur devrait se placer devant le miroir primaire et masquerait la lumière de l'astre. Le miroir plan dévie le faisceau sur le côté, vers l'oculaire. Son image A2B2 est la symétrique de A1B1 par rapport au miroir : on trace pour chaque point la perpendiculaire au miroir. A2 se place au foyer objet de l'oculaire, et l'image définitive est encore à l'infini. Pour le trajet du rayon qui frappe le miroir principal en I, le piège est de le faire aller jusqu'à B1 : il est intercepté avant par le miroir plan, puis passe par B2 et sort de l'oculaire parallèlement à la droite (B2O2).
Conseils
Soignez les constructions : règle, rayons fléchés, foyers nommés. Gardez les longueurs dans la même unité pour obtenir directement un angle en radian. Le corrigé détaillé présente chaque figure complétée de l'annexe, avec les méthodes de construction pas à pas.