Chapitre 3 : lumière et mesure de distances

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Seconde physique exploration de l’espace Chapitre 3 : lumière et mesure de distances TP cheveu Bilan : Lumière et mesures de distances TP Eratosthène Exercices Difficultés du chapitre

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Seconde physique exploration de l’espace

Chapitre 3 : lumière

et mesure de distances

TP cheveuBilan : Lumière et mesures de distancesTP EratosthèneExercicesDifficultés du chapitre

Lumière et mesure de distances

Seconde physique exploration de l’espace

1- propriétés de la lumière

Principe de la propagation rectiligne

diffraction

Vitesse de propagation

Année lumière

Seconde physique exploration de l’espace

2- application

Mesure d’une hauteur par visée

Seconde physique exploration de l’espace

Mesure d’une distance par visée

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Méthode du diamètre apparent

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L’écho laser

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ERATOSTHENEet

le calcul de la circonférence de

la Terre

Né à Cyrène, en Afrique vers 275 av.

J.C.Il étudie à

Alexandrie et à Athènes.Il dirige la

bibliothèque d'Alexandrie de 235 à

sa mort en 194.Il est resté célèbre pour la mesure de la terre et pour un procédé de détermination des nombres premiers appelé " crible d'Eratosthène". C'est un des savants associés à "L'Ecole d'Alexandrie".

Syène

Alexandrie

Axe des pôles

Un gnomon est planté verticalement dans le sol à

Alexandrie

équateur

Un puits est creusé verticalement dans le sol à Syène

Le soleil est si éloigné de la Terreque l’on peut considérer

que ses rayons arrivent parallèles entre eux

A midi, au solstice d’été, les rayons solaires éclairent le fond d ’un puits

à Syène

Au même moment, à Alexandrie, le gnomon planté verticalement projette au sol une ombre qui

mesure 1/8 ème de sa hauteur.

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En m et en écriture scientifique

Ecriture avec le préfixeEn m et en écriture

scientifiqueEcriture avec le préfixe

Distance terre -soleilDimension d’une cellule humaine 20 µm

bactérie 3.1 µm Altitude du Mont Blanc

Circonférence d’un ballon de basket 7.8 dm

Rayon d’un atome d’aluminium 125 pm

Diamètre d’une cheveu 0.1 mmNoyau d’un atome de Sodium 3.4 fm

Distance parcourue par la lumière en une année

Distance Sirius-Terre 8.61 a .l.

Exercices

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longueur 1.76 m 1.2 mm 286 km 2.84.102 mIncertitude absolue

0.02 m 0.1 mm 500 m 2 m

Incertitude relative

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Tanα = d/L

AN : tanα=6,1.10-3/0,70=8,7.10-3 d’où α= 0.50°

Tanα = D/TL soit D=TLx tanα

AN : D=3,84.105x8,7.10-3= 3,3103 km

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Dans le triangle rectangle ABC, on a :

AC 1,2

Tan α = ------ = ------ =0,60 soit α=31°

AB 2,0

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1- On sait que 1 UA= 150 millions de km

D(B,T)= 2,54.107 x 1,50.10 11= 3,81.10 18 m

On sait que 1 a.l.= 9,46 1015 m millions de km

D(B,T)= 3,81.10 18 / 9,46.10 15= 402,7 a.l.

2a-8,61 ans correspond à 8 ans et 365x0.61≈ 222 jours

D(S,T)= 8,61 x 9,46.10 15 / 1,50.10 11= 5,43 105 a.l.

La lumière a été émise par Sirius le 23 Mai 2000. Donc voir loin c’est voir dans le passé.

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2- Les rayons SBC et S’B’C’ sont parallèles

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En superposant les schémas, en plaçant C sur C’, on peut appliquer le théorème de Thalès.

AC A’C’

----- = -----

AB A’B’

AC x A’C’ 10,5

A’B’ =---------------- = 1,70 x ---------------- = 16 m

AB 1,1