Sujet Bac France Septembre 2002

Calculatrice non autorisée

 

I ) Etude cinétique d'une saponification (5,5 points)

II ) Autour du carbone (3,5 points)

III ) Etude expérimentale de dipôles : condensateur et bobine (6 points)

IV ) Toujours plus loin (5 points)

IV ) Une carte plein cadre (5 points) (spe)

 

France Septembre 2002 - I ) Etude cinétique d'une saponification :

 

 

 

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France Septembre 2002 - II ) Autour du carbone :

 

 

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France Septembre 2002 - III ) Etude expérimentale de dipôles : condensateur et bobine :

 

 

 

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France Septembre 2002 - IV ) Toujours plus loin :

 

 

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France Septembre 2002 - IV ) Une carte plein cadre :(spe)

Un appareil photographique comporte deux éléments essentiels : l’objectif et la pellicule.

On modélise :

- l’objectif par une lentille mince convergente (L) de centre optique O ; on appelle F et F’ les foyers principaux, respectivement objet et image, de cette lentille, dont la distance focale est :

/F' = + 50 mm ;

- la pellicule par un écran (E), où se forme l’image réelle de l’objet photographié (figure 1).

L’objectif est conçu pour pouvoir déplacer la lentille (L) par rapport à la pellicule.

On rappelle les relations de conjugaison et de grandissement, avec A', point image d'un point A situé sur l'axe principal, et B' , image d'un point B situé dans un plan perpendiculaire à cet axe contenant A :   1//Å' – 1/ /Å = 1/ /F     ;     g = Å'B' / ÅB = /Å' / /Å

I ) On photographie un objet AB situé à une très grande distance de (L).

En le considérant « à l’infini », et pour avoir une image nette, à quelle distance OA’ de l'écran (E) se trouve la lentille (L) ?

 

II ) Pour obtenir des images, sur l’écran (E), d’objets plus rapprochés de (L), il est nécessaire d’effectuer une mise au point, c’est-à-dire de faire varier la distance lentille–écran (voir la figure 2).

1) Si l’objet AB à photographier se rapproche de (L), la distance entre la lentille et l’écran doit-elle augmenter ou diminuer ? Justifier à l’aide d’un schéma.

2) L’objectif permet d’augmenter de 5 mm au maximum la distance entre la lentille et la pellicule par rapport à sa position quand l’objet est « à l’infini » .

a) A quelle distance doit se trouver un objet pour que son image soit nette sur la pellicule quand la distance lentille - écran est maximale ?
b) Calculer le grandissement g dans ces conditions.

 

III ) On veut photographier une carte postale de format 10 cm × 15 cm.

1) En la plaçant à 55 cm de (L) dans un plan perpendiculaire à l’axe optique de la lentille (L), le grandissement vaut 0,1 en valeur absolue. Quelles seraient les dimensions de son image sur la pellicule de format 24 mm × 36 mm ?

2) On veut que les dimensions de l’image de la carte postale soient 24 mm × 36 mm.

a) Calculer la valeur absolue du grandissement g souhaité.

b) Pour simplifier les calculs numériques, prendre : g = -1/4. Calculer alors la distance OA à laquelle on doit placer la carte postale, ainsi que la distance OA’ entre la lentille et l’écran.

c) On ne peut pas obtenir la distance OA’ nécessaire trouvée au III ) 2a) avec le seul objectif de l’appareil photographique.

 

Il est toutefois possible d’adapter, entre l’objectif et le boîtier de l’appareil photographique, un ou plusieurs tubes creux appelés « bagues allonges » de longueur d (figure 3 ci-après).

Disposant de bagues allonges de longueurs 5 mm, 10 mm et 20 mm, indiquer :

- laquelle ou lesquelles choisir ;

- comment procéder pour que l’image de la carte postale soit nette sur la pellicule avec pour grandissement g = -1/4.

 

 

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