Commit 8d3ef187 authored by Claude Meny's avatar Claude Meny

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Pipeline #16931 canceled with stage
...@@ -189,10 +189,12 @@ visible: false ...@@ -189,10 +189,12 @@ visible: false
! !
! * _La durée de découverte est le temps estimé pour préparer ce défi, en absence_ ! * _La durée de découverte est le temps estimé pour préparer ce défi, en absence_
! _d'entraînement. Cette durée est juste une indication. Prends autant de temps que_ ! _d'entraînement. Cette durée est juste une indication. Prends autant de temps que_
! _nécessaire. Le temps de s'interroger sereinement sur la façon de traiter le problème,_ ! _nécessaire. <br>
! _sur la méthode de résolution et sa validité, sur quelques approximations possibles_ !
! _si elles peuvent se justifier, et le temps qu'il faut pour vérifier les équations_ ! Le temps de s'interroger sereinement sur la façon de traiter le problème,_
! _si vous ne les avez pas préalablement mémorisées et pour effectuer le calcul, sont importants._ ! _sur la méthode de résolution et sa validité, sur les approximations possibles_
! _si elles se justifient, le temps qu'il faut pour vérifier les équations_
! _si tu ne les as pas préalablement mémorisées et le temps pour effectuer le calcul, sont importants._
! !
! <details markdown=1> ! <details markdown=1>
! <summary> ! <summary>
...@@ -215,7 +217,7 @@ visible: false ...@@ -215,7 +217,7 @@ visible: false
! !
! _En absence de critères plus précis, comme la taille du pixel d'un capteur matriciel photosensible_ ! _En absence de critères plus précis, comme la taille du pixel d'un capteur matriciel photosensible_
! _qui enregistrerait une image réalisée dans son plan, on considère comme ordre de grandeur, que_ ! _qui enregistrerait une image réalisée dans son plan, on considère comme ordre de grandeur, que_
! _des angles $`\alpha`$ d'incidence et de réfraction inférieurs à $`\alpha\le 10°`$ permettent_ ! _des angles $`\alpha`$ d'incidence et de réfraction limités à $`10\;(\alpha\le 10°)`$ permettent_
! _d'utiliser sereinement les conditions de Gauss pour réaliser la prévision._ ! _d'utiliser sereinement les conditions de Gauss pour réaliser la prévision._
! </details> ! </details>
! <!--question 2--> ! <!--question 2-->
...@@ -241,65 +243,67 @@ visible: false ...@@ -241,65 +243,67 @@ visible: false
! Cette image devient objet pour le second dioptre sphérique $`DS_2`$ rencontré par la lumière, ce ! Cette image devient objet pour le second dioptre sphérique $`DS_2`$ rencontré par la lumière, ce
! qui me permet de calculer la taille, la position et le sens de l'image finale qui sera observée par l'oeil. ! qui me permet de calculer la taille, la position et le sens de l'image finale qui sera observée par l'oeil.
! !
! * For a spherical refracting surface, general equations are :<br><br> ! * Pour un dioptre sphérique, les équations générales sont :<br><br>
! $`\dfrac{n_{fin}}{\overline{SA_{ima}}}-\dfrac{n_{ini}}{\overline{SA_{obj}}}=\dfrac{n_{fin}-n_{ini}}{\overline{SC}}`$ ! $`\dfrac{n_{fin}}{\overline{SA_{ima}}}-\dfrac{n_{ini}}{\overline{SA_{obj}}}=\dfrac{n_{fin}-n_{ini}}{\overline{SC}}`$
! for the position.<br> ! pour la position.<br>
! $`\overline{M_T}=\dfrac{n_{ini}\cdot\overline{SA_{ima}}}{n_{fin}\cdot\overline{SA_{obj}}}`$ ! $`\overline{M_T}=\dfrac{n_{ini}\cdot\overline{SA_{ima}}}{n_{fin}\cdot\overline{SA_{obj}}}`$
! for the transverse magnification. ! pour le grandissement transversal.
! !
! </details> ! </details>
! <!--question 4--> ! <!--question 4-->
! <details markdown=1> ! <details markdown=1>
! <summary> ! <summary>
! How do you set down your calculations? ! Comment poser les calculs ?
! </summary> ! </summary>
! !
! * The optical axis is the straight line that joins the center C of the lens to my eye, ! * L'axe optique est la droite qui joint le centre C de la lentille boule à mon oeil
! positively oriented in the direction of the light propagation for that observation, ! orientée positivement selon le sens de propagation de la lumière pour cette observation,
! so from the cathedral to my eye. ! soit de la cathédrale vers l'oeil.
! * First spherical refrating surface $`DS1`$ : $`\overline{S_1C_1}=+5\:cm`$, $`n_{ini}=1`$ (air) ! * Premier dioptre sphérique $`DS1`$ : $`\overline{S_1C_1}=+5\:cm`$, $`n_{ini}=1`$ (air)
! and $`n_{fin}=1.5`$ (glass).<br> ! et $`n_{fin}=1.5`$ (verre).<br>
! Second spherical refrating surface $`DS2`$ : $`\overline{S_2C_2}=-5\:cm`$, $`n_{ini}=1.5`$ (glass) ! Second dioptre sphérique $`DS2`$ : $`\overline{S_2C_2}=-5\:cm`$, $`n_{ini}=1.5`$ (verre)
! and $`n_{fin}=1`$ (air)<br> ! et $`n_{fin}=1`$ (air)<br>
! Distance between $`DS1`$ and $`DS2`$ vertices : $`\overline{S_1S_2}=+10\:cm`$<br> ! Distance entre les sommets des dioptres $`DS1`$ and $`DS2`$ : $`\overline{S_1S_2}=+10\:cm`$<br>
! Object cathedral $`AB`$ : $`\overline{AB}=90\;m`$ and $`\overline{S_1A}=-400\;m`$<br> ! Objet cathédrale $`AB`$ : $`\overline{AB}=90\;m`$ et $`\overline{S_1A}=-400\;m`$<br>
! Let us write $`\overline{A_1B_1}`$ the intermediate image (the image of the cathedral ! J'appelle $`\overline{A_1B_1}`$ l'image intermédiaire (l'image de l'objet cathédrale
! given by $`DS1`$. ! donnée par $`DS1`$.
! !
! * Specific equations for $`DS1`$ are :<br><br> ! * Les équations spécifiques pour $`DS1`$ sont :<br><br>
! $`\dfrac{1.5}{\overline{S_1A_1}}-\dfrac{1}{\overline{S_1A}}=\dfrac{0.5}{\overline{S_1C_1}}`$ (équ. DS1a), ! $`\dfrac{1.5}{\overline{S_1A_1}}-\dfrac{1}{\overline{S_1A}}=\dfrac{0.5}{\overline{S_1C_1}}`$ (équ. DS1a),
! and $`\overline{M_T}=\dfrac{\overline{S_1A_1}}{1.5\cdot\overline{S_1A}}`$ (équ. DS1b)<br><br> ! et $`\overline{\gamma_{trans}=\dfrac{\overline{S_1A_1}}{1.5\cdot\overline{S_1A}}`$ (équ. DS1b)<br><br>
! Specific equations for $`DS2`$ are :<br><br> ! Les équations spécifiques pour $`DS2`$ sont :<br><br>
! $`\dfrac{1}{\overline{S_2A'}}-\dfrac{1.5}{\overline{S_2A_1}}=-\dfrac{0.5}{\overline{S_2C_2}}`$ (équ. DS2a), and ! $`\dfrac{1}{\overline{S_2A'}}-\dfrac{1.5}{\overline{S_2A_1}}=-\dfrac{0.5}{\overline{S_2C_2}}`$ (équ. DS2a), et
! $`\overline{M_T}=\dfrac{1.5\cdot\overline{S_2A'}}{\overline{S_2A_1}}`$ (équ. DS2b)<br><br> ! $`\overline{\gamma_{trans}}=\dfrac{1.5\cdot\overline{S_2A'}}{\overline{S_2A_1}}`$ (équ. DS2b)<br><br>
! The missing link between these two sets of equations is :<br> ! Le liens entre ces deux équations est :<br>
! $`\overline{S_2A_1}=\overline{S_2S_1}+\overline{S_1A_1}=\overline{S_1A_1}-\overline{S_1S_2}`$. ! $`\overline{S_2A_1}=\overline{S_2S_1}+\overline{S_1A_1}=\overline{S_1A_1}-\overline{S_1S_2}`$.
! !
! </details> ! </details>
! <!--question 5--> ! <!--question 5-->
! <details markdown=1> ! <details markdown=1>
! <summary> ! <summary>
! Do you see some approximation that can be done ? ! Vois-tu une approximation possible qui serait facile à justifier ?
! </summary> ! </summary>
! * In the visible range, refractive index values of transparent material are in the range [1 ; 2], ! * Dans le domaine visible, les valeurs de l'indice de réfraction du matériau transparent
! then the focal lengthes of a spherical refractive surface (object as well as image) are ! sont comprises dans l'intervalle [1 ; 2].
! expected to remain in the same order of magnitude than the radius of curvature, ! En conséquence les distances focales objet et images d'une surface réfractive sphérique
! so a few centimeters in this case (we talk in absolute value here). ! doivent rester du même ordre de grandeur que le rayon de courbure,
! ! soit quelques centimètres dans ce cas (nous parlons ici en valeur absolue).
! * We can if we want just check this fact for $`DS1`$ ($`|S_1C_1|=5\;cm`$) using équation DS1 :<br> !
! \- considering $`\overline{S_1A_1}\longrightarrow\infty`$ to obtain the object focal length ! * Je peux vérifier ce fait pour $`DS1`$ ($`|S_1C_1|=5\;cm`$) en utilisant l'équation DS2a :<br>
! $`\overline{S_1F_1}`$} we get :<br> ! \- considérant $`\overline{S_1A_1}\longrightarrow\infty`$ pour obtenir la distance focale objet
! $`\overline{S_1F_1}`$}, j'obtiens :<br>
! $`-\dfrac{1}{\overline{S_1F_1}}=\dfrac{0.5}{\overline{S_1C_1}}`$ ! $`-\dfrac{1}{\overline{S_1F_1}}=\dfrac{0.5}{\overline{S_1C_1}}`$
! $`\Longrightarrow=\overline{S_1F_1}=-10\;cm`$<br><br> ! $`\Longrightarrow=\overline{S_1F_1}=-10\;cm`$<br><br>
! \- considering $`\overline{S_1A}\longrightarrow\infty`$ to obtain the image focal length ! \- considérant $`\overline{S_1A}\longrightarrow\infty`$ pour obtenir la distance focale image
! $`\overline{S_1F'_1}`$ we get :<br> ! $`\overline{S_1F'_1}`$, j'obtiens :<br>
! $`\dfrac{1.5}{\overline{S_1F'_1}}=\dfrac{0.5}{\overline{S_1C_1}}\Longrightarrow\overline{S_1F'_1}=+15\;cm`$ ! $`\dfrac{1.5}{\overline{S_1F'_1}}=\dfrac{0.5}{\overline{S_1C_1}}\Longrightarrow\overline{S_1F'_1}=+15\;cm`$
! !
! * The distance of the cathedral from the lensball $`|\overline{S_1A}|=90\;m`$ is huge ! * La distance entre la cathédrale et la lentille boule $`|\overline{S_1A}|=90\;m`$ est
! compared to the object focal length $`|\overline{S_1F_1}|=10\;cm`$, we can consider ! très grande devant la distance focal objet $`|\overline{S_1F_1}|=10\;cm`$. Je peux considérer
! that the cathedral is at infinity from the lensball and so the image $`\overline{A_1B_1}`$ ! la cathédrale comme un objet "à l'infini" de la lentille-boule, et donc que l'image
! of the cathedral stands quasi in the image focal plane of $`DS1`$ : ! $`\overline{A_1B_1}`$ de la cathédrale est réalisée quasiment dans le plan focal image de $`DS1`$ :
! $`\overline {S_1A_1}=\overline {S_1F'_1}=+15cm`$. So we can directly use equation DS2a with :<br> ! $`\overline {S_1A_1}=\overline {S_1F'_1}=+15cm`$.<br>
! Donc je peux utiliser directement l'équation DS2a en considérant que :<br>
! $`\overline{S_2A_1}=\overline{S_2F'_1}=\overline{S_2S_1}+\overline{S_1F'_1}`$ ! $`\overline{S_2A_1}=\overline{S_2F'_1}=\overline{S_2S_1}+\overline{S_1F'_1}`$
! $`=\overline{S_1F'_1}-\overline{S_1S_2}=+15-10=+5\;cm`$.. ! $`=\overline{S_1F'_1}-\overline{S_1S_2}=+15-10=+5\;cm`$..
! !
...@@ -309,43 +313,42 @@ visible: false ...@@ -309,43 +313,42 @@ visible: false
! Where is the image and how tall it is ? ! Where is the image and how tall it is ?
! </summary> ! </summary>
! !
! * To perform calculation, you must choose a unic lenght unit in your calculation, ! * Pour réaliser les calculs, je dois choisir une unité de mesure adaptée,
! here $`cm`$ or $`m`$. We choose $`m`$ below. ! ici $`cm`$ ou $`m`$. Je choisis d'utiliser le mètre.
! * Equation DS1a gives :<br> ! * L'équation DS1a donnes :<br>
! $`\dfrac{1.5}{\overline{S_1A_1}}-\dfrac{1}{-400}=\dfrac{0.5}{0.05}`$ $`\Longrightarrow\overline{S_1A_1}=0.15\;m`$<br> ! $`\dfrac{1.5}{\overline{S_1A_1}}-\dfrac{1}{-400}=\dfrac{0.5}{0.05}`$ $`\Longrightarrow\overline{S_1A_1}=0.15\;m`$<br>
! With more than 2 significant figures, your calculator would tell you $`0.150037`$, ! En affichant le résultat avec plus de deux chiffres significatifs, la calculatrice donne $`0.150037`$, ce qui
! which nearly exactly the value of $`\overline{S_1F'_1}=+0.15\;m`$, so the approximation ! est très proche de la valeur $`\overline{S_1F'_1}=+0.15\;m`$. Cela montre que l'approximation
! $`\overline{S_1A_1}=\overline{S_1F'_1}`$ you could have done is fully justified. ! $`\overline{S_1A_1}=\overline{S_1F'_1}`$ que j'aurais pu faire est pleinement justifiée.
! !
! * Equation DS2a gives :<br> ! * L'équation DS2a donne :<br>
! $`\dfrac{1}{\overline{S_2A'}}-\dfrac{1.5}{-0.1+0.15}=\dfrac{-0.5}{-0.05}`$ ! $`\dfrac{1}{\overline{S_2A'}}-\dfrac{1.5}{-0.1+0.15}=\dfrac{-0.5}{-0.05}`$
! $`\Longrightarrow\overline{S_2A'}=0.025\;m`$ ! $`\Longrightarrow\overline{S_2A'}=0.025\;m`$
! !
! * The final image is real, and stands 2.5 cm in front of the lensball in the side ! * L'image finale est réelle, et se positionne à 2,5cm de la lentille, entre la lentille-boule et mes yeux.
! of your eye. Do not bring your eye or camera too close of the lensball \!
! !
! * The size of an image (transversally to the optical axis) is given by the transverse ! * La taille d'une image (transversalement à l'axe optique) est donnée par le grandissement
! magnification $`M_T`$. By Definition $`M_T`$ is the ratio of the algebraic size of ! transversal $`\gamma_{trans}}`$. Par définition $`\gamma_{trans}}`$ est le rapport de la taille
! the final image $`\overline{A'B'}`$ to the algebraic size of the initial object $`\overline{AB}`$. ! de l'image finale $`\overline{A'B'}`$ à la taille de l'objet $`\overline{AB}`$, tailles exprimées en notation algébrique.
! With an intermediate image, it can be break down :<br><br> ! En considérant l'image intermédiaire, je peux écrire :<br><br>
! $`M_T=\dfrac{\overline{A'B'}}{\overline{AB}}`$ ! $`\gamma_{trans}}=\dfrac{\overline{A'B'}}{\overline{AB}}`$
! $`=\dfrac{\overline{A'B'}}{\overline{A_1B_1}}\times\dfrac{A_1B_1}{\overline{AB}}`$<br><br> ! $`=\dfrac{\overline{A'B'}}{\overline{A_1B_1}}\times\dfrac{A_1B_1}{\overline{AB}}`$<br><br>
! It is the product of the transverse magnifications of the cathedral introduced ! C'est le produit des deux grandissements transversals de la cathédrale donnés
! by the two spherical refracting surfaces of the lensball. <br><br> ! par les deux dioptres sphériques constituant la lentille-boule. En effet : <br><br>
! $`\overline{M_T}`$ introduced by $`DS1`$ is ! $`\overline{\gamma_{trans}}}`$ dû à $`DS1`$ est
! $`\overline{M_T}=\dfrac{\overline{S_1A_1}}{1.5\cdot\overline{S_1A}}`$ ! $`\overline{\gamma_{trans}}}=\dfrac{\overline{S_1A_1}}{1.5\cdot\overline{S_1A}}`$
! $`=\dfrac{+0.15}{1.5\times(-400)}=-0.00025`$<br><br> ! $`=\dfrac{+0.15}{1.5\times(-400)}=-0.00025`$<br><br>
! $`\overline{M_T}`$ introduced by $`DS2`$ is ! $`\overline{\gamma_{trans}}}`$ dû à $`DS2`$ est
! $`\overline{M_T}=\dfrac{1.5\cdot\overline{S_2A'}}{\overline{S_2A_1}}`$ ! $`\overline{\gamma_{trans}}}=\dfrac{1.5\cdot\overline{S_2A'}}{\overline{S_2A_1}}`$
! $`=\dfrac{1.5\cdot\overline{S_2A'}}{\overline{S_1A_1}-\overline{S_1S_2}}`$ ! $`=\dfrac{1.5\cdot\overline{S_2A'}}{\overline{S_1A_1}-\overline{S_1S_2}}`$
! $`=\dfrac{1.5\cdot0.025}{+0.15-0.10} =0.75`$<br><br> ! $`=\dfrac{1.5\cdot0.025}{+0.15-0.10} =0.75`$<br><br>
! So $`\overline{M_T}`$ introduced by the lensball is :<br><br> ! Donc $`\overline{\gamma_{trans}}}`$ réalisé par la lentille-boule est :<br><br>
! $`\overline{M_T}=-0.00025\times0.75`$ $`=-0.00019\approx-1.9\cdot10^{-4}`$<br><br> ! $`\overline{\gamma_{trans}}}=-0.00025\times0.75`$ $`=-0.00019\approx-1.9\cdot10^{-4}`$<br><br>
! The image is $`\dfrac{1}{-1.9\cdot10^{-4}}\approx5300`$ smaller than the cathedral.<br><br> ! L'image finale est $`\dfrac{1}{-1.9\cdot10^{-4}}\approx5300`$ plus petite que l'objet cathédrale.<br><br>
! $`M_T=\dfrac{\overline{A'B'}}{\overline{AB}}\approx8\cdot10^{-4}`$ ! $`\gamma_{trans}}=\dfrac{\overline{A'B'}}{\overline{AB}}\approx8\cdot10^{-4}`$
! $`\Longrightarrow\overline{A'B'}=\overline{AB} \times M_T`$ ! $`\Longrightarrow\overline{A'B'}=\overline{AB} \times \gamma_{trans}}`$
! $`=1.9\cdot10^{-4} \times 90\;m=-0.017\;m`$<br><br> ! $`=1.9\cdot10^{-4} \times 90\;m=-0.017\;m`$<br><br>
! The image is 1.7 cm height and it is reversed. ! L'image a une hauteur de 1.7 cm et elle est inversée.
!</details> !</details>
! !
!<!--question 7--> !<!--question 7-->
......
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