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Miroir sphérique collecteur d'énergie

Posté par
BEKOI17
28-09-11 à 15:00

Bonjour

Je n'arrive pas à résoudre un exercice, je vous passe l'énoncé si quelqu'un veut bien m'aider,

On oriente l'axe d'un miroir sphérique de rayon R vers le Soleil, en déplacant un écran transparent on observe un point de convergence de la lumière situé à 5 cm du sommet du miroir un morceau de papier s'enflamme à cet endroit.

1) quel est le point caractéristique du miroir mis en évidence ?
Déduire la distance focale et le rayon du miroir

2) Pourquoi le papier s'enflamme ?

Posté par
prbebo
Miroir sphérique collecteur d'énergie 28-09-11 à 18:54

Bonjour BEKOI17,

aucun probleme a condition de connaitre les proprietes d'un miroir spherique (je ne savais pas que c'etqit etudie en terminale).

1) ce point s'appelle "foyer", comme pour une lentille. C'est meme le foyer image du miroir, analogue au foyer image F' d'une lentille et il en a la meme definition : c'est l'image d'un objet a l'infini. Pour une lentille convergente le foyer F' et derriere son centre otique O, pour le miroir spherique il est evidemment devant puisque les rayons reflechis repartent en sens inverse.
La distance entre ce foyer et le centre optique O du miroir s'appelle "distance focale", comme pour les lentilles.
Donc pour ton miroir, OF' = 5 cm.
Relation entre le rayon de courbure du miroir et sa distance focale :  il faut la savoir car ce ne s'invente pas. C'est OC = 2.OF', c'est a dire que le foyer F' du miroir se trouve au milieu du segment OC (joignant son centre optique O au centre de la surface spherique qui constitue le miroir). Soit P = 10 cm ici.

1) Ben a ton avis, pourquoi appelle-t-on ce point "foyer" ?
Le solein envoie a la surface de la Terre une energie colossale : 1370 watts par metre carre de surface. Ceci si cette surface est orientee dans l'axe du soleil et en l'absence d'atmodphere. Comme le soleil n'est pas a la verticale meme a midi, et que de toites facons l'atmosphere absorbe environ 20 % du rayonnement visible, on peut dire qu'au sol on recoit environ 800 W par metre carre. Or le miroir fait converger les rayons du soleil vers F', donc concentre cette puissance sur une surface tres petite. D'ou l'augemtation de temperature...

Ce phenomene et connu depuis l'antiquite. De nos jours encore, la flamme olympique qui quitte la Grece est allumee avec un miroir spherique.

Bien entendu on peut aussi enflammer du papier avec une loupe. Une lentille de 25 cm de distance focale peut convenir. Si tu veux essayer depeche-toi, on a encore quelques jours de beau temps en ce moment.

Au plaisir,  Prbebo.



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