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Montages de physique - CAPES Pierre-Henry SUET 10 juillet 2012 ii Table des mat

Montages de physique - CAPES Pierre-Henry SUET 10 juillet 2012 ii Table des mati` eres 1 M1 : Exp´ eriences sur la r´ efraction ; applications 7 1.1 Lois de Snell-Descartes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.1.1 Premi` ere loi de Descartes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.1.2 Deuxi` eme loi de Descartes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.2 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.2.1 Dispersion. L’arc-en-ciel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.2.2 Propagation guide de la lumi` ere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.2.3 Fibres optiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.2.4 Mirages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.3 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.4 Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2 M2 : Lentilles minces et miroirs sph´ eriques 17 2.1 Caract´ eristiques des miroirs et des lentilles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.1.1 Les lentilles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.1.2 Les miroirs sph´ eriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.2 Formation d’image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.2.1 Formation d’une image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.2.2 Correction des aberrations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.3 Les lois de conjugaison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.3.1 V´ eriﬁcation des lois de conjugaison avec une lentille convergente . . 23 2.3.2 Retrouver la distance focale ` a partir des lois de conjugaison pour un miroir sph´ erique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.4 Application : t´ elescope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.6 Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 iii iv Table des mati` eres 3 M3 : Principe de l’instrument d’optique suivant : la lunette astronomique 27 3.1 R´ ealisation de la lunette astronomique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.2 Mesure du grossissement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3.3 Cercle oculaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.4 Diaphragme de champ et d’ouverture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3.5 Fonction de collecteur de lumi` ere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.6 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.7 Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 4 M4 : Etude exp´ erimentale sur les interf´ erences lumineuses 35 4.1 Fentes d’Young . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 4.1.1 Inﬂuence des di⇧´ erents facteurs sur l’interfrange . . . . . . . . . . . 36 4.1.2 D´ etermination de la longueur d’onde du laser vert . . . . . . . . . . 37 4.2 Notion de coh´ erence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 4.2.1 coh´ erence spatiale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 4.2.2 coh´ erence temporelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 4.3 Interf´ erences ` a ondes multiples : r´ eseau par transmission . . . . . . . . . . . 43 4.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.5 Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 5 M5 : Ondes acoustiques ; acoustique musicale 47 5.1 Les ondes sonores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 5.1.1 Observation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 5.1.2 N´ ecessit´ e d’un milieu de propagation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 5.1.3 Mesure de la vitesse d’une onde acoustique . . . . . . . . . . . . . . 49 5.2 Onde acoustique et musique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . uploads/Geographie/ montages-de-physique-capes.pdf