Le devoir est très satisfaisant, avec une moyenne de 11,8/20, dont 25 copies supérieures à la moyenne et 5 copies entre 9 et 10.
L’exercice 1 est plutôt bien réussi, avec une moyenne de 13,5/20. Cela dit, il était tout de même facile. J’ai été un peu surpris de certaines choses curieuses.
– Comment peut-on affirmer que P1 est réel, qui plus est en précisant qu’on le verrait sur un écran, alors que ce point est derrière le miroir ??? Faites l’expérience. Mettez un miroir entre une lampe et votre oeil, côté réfléchissant vers la lampe : voyez-vous la lampe ? voyez-vous seulement de la lumière ? C’est pourtant très intuitif !
– Comment peut-on construire des rayons qui traversent le miroir (même expérience que précédemment), alors même qu’on a construit l’image de P1 par le miroir !! Les rayons passent par l’image à la sortie d’un système optique, c’est la définition même d’une image !
L’exercice 2 est un peu moins bien (10,3 de moyenne tout de même). Il me permet de faire remarquer qu’une tangente est sans unité, contrairement à un angle, qui est en radian ou en degré. Ceci est mineur.
Il y a en revanche deux autres points important que je voudrais soulever.
– D’une part concernant les questions 2 et 3. La distance focale de la lentille n’était certes pas donnée. Cependant, il n’est pas interdit d’avoir une petite idée de ce que ça peut valoir. En tout cas, on peut parier que f ‘ est de toute façon très inférieure à la distance Terre-Saturne. En conséquence, Saturne peut être considérée à l’infini. Cela simplifie diablement les formules !
– D’autre part, concernant la construction graphique de A1B1 et A2B2. Il faut distinguer les traits qui relèvent de la construction géométrique (par exemple en pointillés) des rayons réellement parcourus par la lumière (par exemple en traits pleins). Ainsi, un rayon issu de B0 et passant par O1 n’est pas dévié et indique la direction de B1. Cependant, le rayon lumineux correspondant ne va pas jusqu’à B1, car il est dévié par l’oculaire ; il faut montrer ce qui lui arrive. J’ai été plutôt coulant sur cette question, et je me suis en gros satisfait de toute représentation qui mettait en évidence l’angle de sortie alpha’.
J’en profite pour rappeler que le but d’un problème n’est (généralement) pas de faire faire des calculs pour le plaisir. Usuellement, on veut vous faire arriver à une conclusion.
– A la question 3, il y en avait une première : pourquoi le système lentille + écran n’est pas satisfaisant ? Seules quelques rares copies ont fait remarqué que le grandissement étant minuscule, l’image allait être quasiment invisible, et un calcul tout bête avec un ordre de grandeur réaliste pour f ‘ le montre aisément.
– A la dernière question, il faut conclure ! Le point crucial est de savoir si oui ou non on distingue l’anneau de Saturne. Si sur la plaque photosensible, l’image de la planète et l’image de l’anneau sont nettement séparées, alors on a gagné et il faut le dire ! Cela signifie qu’on fait mieux que Galilée, qui n’avait, lui, guère vu qu’une planète avec des « oreilles », ce qui est déjà pas mal, quand on pense au matériel qu’il avait.
Ce problème était historique, puisque 2010 est le 400è anniversaire de l’observation par Galileo Galilei, un des plus remarquables savants qui ait jamais vécu, des « lunes de Jupiter » (les 4 satellites galiléens : Io, Europe, Callisto et Ganymède) et des anneaux de Saturne. Vous pouvez lire à ce sujet l’article de wikipedia sur Galilée, que je trouve bien fait. En outre, l’Institut de Mécanique Céleste et de Calcul des Ephémérides (IMCCE, émanation de l’Observatoire de Paris) publie une lettre d’information sur le thème de l’observation des satellites galiléens de Jupiter. Il faut s’inscrire pour la recevoir, c’est faisable sur la page d’accueil de l’IMCCE, mais on peut aussi les consulter dans les archives du site.