Oui
Lunette et instruments d'optique
Sujet Bac Corrigé - Astroscope - Métropole 2026 J2 Secours - Ex 2 - Corrigé (Physique-chimie)
1 juin 2026
Terminale spécialité
🔭 Une lunette astronomique sans tube, avec un objectif perché à 25 m de haut : c'est l'astroscope. L'exercice 2 du sujet de secours du bac 2026 de physique-chimie en Métropole (jour 2), sur 5 points, en détaille le fonctionnement.
- Lunette afocale : objectif, oculaire, position des foyers.
- Tracé de rayons : image intermédiaire et rayons émergents sur l'annexe.
- Grossissement et incertitude : démonstration de G, puis comparaison de la mesure de Huygens à une valeur de référence.
Le sujet officiel et le corrigé détaillé sont gratuits en PDF, avec les tracés complétés et les pièges à éviter.
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L'astroscope : un exercice d'optique de 5 points
Le deuxième exercice du sujet de secours du bac 2026 de physique-chimie en Métropole (jour 2) vaut 5 points et demande environ 53 minutes. Il fait revivre l'astroscope, une lunette sans tube dont l'objectif est perché au sommet d'un mât et relié à l'oculaire par un fil tendu. En six questions, on retrouve le modèle de la lunette afocale, le tracé de rayons, le grossissement et, pour finir, une comparaison à une valeur de référence avec incertitude-type, à partir d'une mesure de Huygens sur Jupiter.
Identifier les lentilles et dimensionner le mât (Q1 et Q2)
L'objectif L1 est la lentille tournée vers l'astre, en haut du mât ; l'oculaire L2 est devant l'œil. L'objectif a toujours la plus grande distance focale : 34 m contre 7,0 cm. Pour le mât, le fil de longueur f'1 est l'hypoténuse d'un triangle rectangle incliné à 45° : h = f'1 × sin(45°) = 24 m au-dessus de l'oculaire. En ajoutant la hauteur de l'oculaire au-dessus du sol, on retrouve une valeur voisine de 25 m. Le piège est de laisser la calculatrice en mode radian, ce qui donne une hauteur fausse.
Lunette afocale et tracé de rayons (Q3 et Q4)
« Réunir le foyer oculaire à celui de l'objectif » signifie placer le foyer objet F2 de l'oculaire au même point que le foyer image F'1 de l'objectif : la lunette est afocale et l'œil observe sans accommoder. Pour le tracé, la méthode tient en trois étapes. Le rayon passant par O1 n'est pas dévié et coupe le plan focal en B1, image de B. Tout rayon parallèle au premier passe aussi par B1. Comme B1 est dans le plan focal objet de L2, les rayons émergent parallèles à la droite (B1O2). Erreur fréquente : arrêter les rayons en B1 ou les faire ressortir parallèles à l'axe optique.
Grossissement (Q5)
La démonstration de G = f'1/f'2 s'appuie sur deux triangles rectangles qui partagent le côté A1B1 : tan θ = A1B1/f'1 et tan θ' = A1B1/f'2. L'approximation des petits angles, en radian, permet de remplacer les tangentes par les angles, et A1B1 se simplifie. Un grossissement est supérieur à 1 : la grande focale va au numérateur.
La mesure de Huygens est-elle en accord avec la référence (Q6)
Avec les focales dans la même unité, G = 34/(7,0 × 10-2) = 4,9 × 102. L'angle sous lequel Jupiter est vue à l'œil nu vaut θ = θ'/G = 1,9 × 10-4 rad. L'incertitude-type se calcule par la somme quadratique des incertitudes relatives : u(θ) ≈ 2 × 10-5 rad. Le quotient |θ − θref|/u(θ) vaut environ 1,6, inférieur à 2 : la valeur de Huygens est en accord avec θref = 2,2 × 10-4 rad. Deux erreurs coûtent cher ici : laisser f'2 en centimètres, ce qui donne G = 4,9, et comparer l'écart à la valeur de référence au lieu de le diviser par l'incertitude-type.
Conseils
Les questions sur annexe rapportent des points rapides si les tracés sont nets, à la règle, avec des flèches indiquant le sens de propagation. Pour la comparaison finale, suivez toujours la même trame : valeur mesurée, incertitude-type arrondie par excès à un chiffre significatif, quotient, puis conclusion rédigée.