Derniers contenus

Questions de cours:

- Chapitre 3 : Instruments d'optique

• Doublets de lentilles, définition des foyers
• Démonstration de la vergence de deux lentilles accolées
• Oeil: caractéristique et modélisation
• Modéliser l’œil comme l’association d’une lentille de vergence variable et d’un capteur plan fixe.
• Accommodation, punctum proximum, punctum remotum, valeurs pour un œil emmétrope.
• Citer les ordres de grandeur de la limite de résolution angulaire et de la plage d’accommodation (calcul à connaître).
• Appareil photo: modélisation, mise au point, profondeur de champ
• Modéliser l’appareil photographique comme l’association d’une lentille et d’un capteur.
• Construire géométriquement la profondeur de champ pour un réglage donné.
• Lunette astronomique, définition et calcul du grossissement.
• Modéliser, à l’aide de plusieurs lentilles, un dispositif optique d’utilisation courante.

- Chapitre 4: Signaux

• Signal physique, exemples.
• Identifier les grandeurs physiques correspondant à des signaux acoustiques, électriques, électromagnétiques.
• Période, fréquence.
• Signal sinusoïdal, description de chaque terme.
• Valeur moyenne, valeur efficace, cas du signal sinusoïdal.
• Établir par le calcul les valeurs efficace et moyenne d’un signal sinusoïdal (démos).
• Décomposition en série de Fourier
• Analyser la décomposition fournie d’un signal périodique en une somme de fonctions sinusoïdales.
• Spectre d’un signal
• Théorème de Parseval
• Interpréter le fait que le carré de la valeur efficace d’un signal périodique est égal à la somme des carrés des valeurs efficaces de ses harmoniques.
• Influence des basses et hautes harmoniques sur la forme du signal.

Exercices:

- Chapitre 2 : Conditions de Gauss et lentilles minces sphériques

• Miroir plan, construction d’image
• Énoncer les conditions de Gauss et ses conséquences
• Stigmatisme exact et approché, aplanétisme
• Relier le stigmatisme approché aux caractéristiques d’un détecteur
• Définir les propriétés du centre optique, des foyers principaux et secondaires, de la distance focale, de la vergence
• Construire l’image d’un objet situé à distance finie ou infinie à l’aide de rayons lumineux, identifier sa nature réelle ou virtuelle
• Exploiter les formules de conjugaison et de grandissement transversal de Descartes et de Newton
• Établir et utiliser la condition d'obtention d’une image réelle à partir d’un objet réel par une lentille convergente.
• Établir et utiliser la condition de projection de l’image réelle d’un objet réel par une lentille convergente.

- Chapitre 3: Instruments d'optique

• Idem questions de cours

Questions de cours:

- Chapitre 1 : Sources lumineuses et modèle de l’optique géométrique

• Différentes descriptions de la lumière.
• Onde monochromatique, spectre visible.
• Relier la longueur d’onde dans le vide et la couleur.
• Indice optique, définition et valeurs pour quelques milieux.
• Sources lumineuses, spectre d’émission.
• Caractériser une source lumineuse par son spectre.
• Définir le modèle de l’optique géométrique. Indiquer les limites du modèle de l’optique géométrique.
• Lois de Snell-Descartes, énoncé, définitions.
• Réfringence.
• Établir la condition de réflexion totale et celle de réfraction limite.
• Établir les expressions du cône d’acceptance et de la dispersion intermodale d’une fibre à saut d’indice.

- Chapitre 2 : Conditions de Gauss et lentilles minces sphériques

• Miroir plan, construction d’image
• Énoncer les conditions de Gauss et ses conséquences
• Stigmatisme exact et approché, aplanétisme
• Relier le stigmatisme approché aux caractéristiques d’un détecteur
• Définir les propriétés du centre optique, des foyers principaux et secondaires, de la distance focale, de la vergence
• Construire l’image d’un objet situé à distance finie ou infinie à l’aide de rayons lumineux, identifier sa nature réelle ou virtuelle
• Exploiter les formules de conjugaison et de grandissement transversal de Descartes et de Newton
• Établir et utiliser la condition d'obtention d’une image réelle à partir d’un objet réel par une lentille convergente.
• Établir et utiliser la condition de projection de l’image réelle d’un objet réel par une lentille convergente.

- Chapitre 3 : Instruments d'optique

• Doublets de lentilles, définition des foyers
• Démonstration de la vergence de deux lentilles accolées
• Oeil: caractéristique et modélisation
• Modéliser l’œil comme l’association d’une lentille de vergence variable et d’un capteur plan fixe.
• Accommodation, punctum proximum, punctum remotum, valeurs pour un œil emmétrope.
• Citer les ordres de grandeur de la limite de résolution angulaire et de la plage d’accommodation (démo).
• Appareil photo: modélisation, mise au point, profondeur de champ
• Modéliser l’appareil photographique comme l’association d’une lentille et d’un capteur.
• Construire géométriquement la profondeur de champ pour un réglage donné.
• Lunette astronomique, définition et calcul du grossissement.
• Modéliser, à l’aide de plusieurs lentilles, un dispositif optique d’utilisation courante.

⚠️ Les relations de conjugaison ne sont pas à connaître mais seulement à savoir utiliser et seront données.

Exercices:

- Hors-Série 1: Analyse dimensionnelle et ordre de grandeur

• Grandeur physique, dimensions, unités, Système International.
• Conduire une analyse dimensionnelle, déterminer la dimension d’une grandeur.
• Equation aux dimensions.

- Hors-Série 3: Incertitudes

• Variabilité de la mesure d’une grandeur, incertitude-type de type A et B.
• Identifier les incertitudes liées, par exemple, à l’opérateur, à l’environnement, aux instruments ou à la méthode de mesure.
• Procéder à l’évaluation d’une incertitude-type par une approche statistique (évaluation de type A)
• Écart-type expérimental, incertitude-type de la moyenne.
• Déterminer la précision et en déduire l’incertitude-type de type B.
• Évaluer l’incertitude-type d’une grandeur s’exprimant en fonction d’autres grandeurs, dont les incertitudes-types sont connues, à l’aide d’une somme, d’une différence, d’un produit ou d’un quotient.
• Écrire, avec un nombre adapté de chiffres significatifs, le résultat d’une mesure.
• Comparer deux valeurs dont les incertitudes-types sont connues à l’aide de leur écart normalisé.

- Chapitre 1: Sources lumineuses et modèle de l’optique géométrique

• Idem partie cours

- Chapitre 2: Conditions de Gauss et lentilles minces sphériques

• Idem partie cours

⚠️ Les systèmes à plusieurs lentilles/miroirs ne font pas partie du programme de colle pour les exercices.

Questions de cours:

- Chapitre 1 : Sources lumineuses et modèle de l’optique géométrique

• Différentes descriptions de la lumière.
• Onde monochromatique, spectre visible.
• Relier la longueur d’onde dans le vide et la couleur.
• Indice optique, définition et valeurs pour quelques milieux.
• Sources lumineuses, spectre d’émission.
• Caractériser une source lumineuse par son spectre.
• Définir le modèle de l’optique géométrique. Indiquer les limites du modèle de l’optique géométrique.
• Lois de Snell-Descartes, énoncé, définitions.
• Réfringence.
• Établir la condition de réflexion totale et celle de réfraction limite.
• Établir les expressions du cône d’acceptance et de la dispersion intermodale d’une fibre à saut d’indice.

- Chapitre 2 : Conditions de Gauss et lentilles minces sphériques

• Miroir plan, construction d’image
• Énoncer les conditions de Gauss et ses conséquences
• Stigmatisme exact et approché, aplanétisme
• Relier le stigmatisme approché aux caractéristiques d’un détecteur
• Définir les propriétés du centre optique, des foyers principaux et secondaires, de la distance focale, de la vergence
• Construire l’image d’un objet situé à distance finie ou infinie à l’aide de rayons lumineux, identifier sa nature réelle ou virtuelle
• Exploiter les formules de conjugaison et de grandissement transversal de Descartes et de Newton
• Établir et utiliser la condition d'obtention d’une image réelle à partir d’un objet réel par une lentille convergente.
• Établir et utiliser la condition de projection de l’image réelle d’un objet réel par une lentille convergente.

⚠️ Les systèmes à plusieurs lentilles seront abordés dans un prochain chapitre et ne font pas partie du programme de colle.

⚠️ Les relations de conjugaison ne sont pas à connaître mais seulement à savoir utiliser et seront données.

Exercices:

- Hors-Série 1: Analyse dimensionnelle et ordre de grandeur

• Grandeur physique, dimensions, unités, Système International.
• Conduire une analyse dimensionnelle, déterminer la dimension d’une grandeur.
• Equation aux dimensions.

- Hors-Série 3: Incertitudes

• Variabilité de la mesure d’une grandeur, incertitude-type de type A et B.
• Identifier les incertitudes liées, par exemple, à l’opérateur, à l’environnement, aux instruments ou à la méthode de mesure.
• Procéder à l’évaluation d’une incertitude-type par une approche statistique (évaluation de type A)
• Écart-type expérimental, incertitude-type de la moyenne.
• Déterminer la précision et en déduire l’incertitude-type de type B.
• Évaluer l’incertitude-type d’une grandeur s’exprimant en fonction d’autres grandeurs, dont les incertitudes-types sont connues, à l’aide d’une somme, d’une différence, d’un produit ou d’un quotient.
• Écrire, avec un nombre adapté de chiffres significatifs, le résultat d’une mesure.
• Comparer deux valeurs dont les incertitudes-types sont connues à l’aide de leur écart normalisé.

- Chapitre 1: Sources lumineuses et modèle de l’optique géométrique

• Idem partie cours

- Chapitre 2: Conditions de Gauss et lentilles minces sphériques

• Idem partie cours