Aurélie janvier 2001


spécialité terminale S

principe des jumelles ( Antilles bac juin 96 )

 





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lentille convergente, lentille divergente, miroirs

 

  1. Etude de l'objectif assimilé à une lentille convergente:
    On utilise un banc d'optique sur lequel la lentille L1 donne d'un objet lumineux placé à 40 cm de la lentille une image nette sur un écran situé à 66,7 cm de la lentille. Déterminer la distance focale image f1 et la vergence c1 de cette lentille .
  2. Etude du dispositif oculaire :
    Ce dispositif est assimilé à une lentille L2 qui donnerait d'un objet lumineux à l'infini une image virtuelle ponctuelle située à 5 cm avant la lentille . Quelle est la nature de la lentille ?Faire un schéma en indiquant la marche des rayons lumineux correspondant à l'éventualité précédente .En quel point particulier l'image est elle formée ? Déduire la distance focale image et la vergence de L2 .
  3. Association des 2 lentilles :
    On constitue un système optique en associant L1 et L2 de façon que O1O2=20 cm; le dispositif ainsi constitué donne d'un objet AB situé avant O1 une image virtuelle A'B', droite par rapport à AB telle que mesure algébrique de O2A'= -88,3 cm . Déterminer la position de l'image intermédiaire A1B1 que donne L1 . En tenant compte de la position de A1B1, trouver sans calculs, parmi les mesures algébriques de O1A proposées ci dessous, la position par rapport à L1 de l'objet AB observé: -10 cm ; -20 cm ; -30cm ; +50 cm.
  4. Interposition de deux miroirs:

La paire de jumelle étudiée comporte une lunette de Galilée(association des lentilles précedente) pour chaque oeil. On élargit le champ d'observation en intercalant 2 miroirs plans entre objectif et oculaire .Sur le schéma ci dessus, placer les 4 miroirs permettant d'obtenir le résultat désiré et compléter la marche des rayons .


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corrigé



utiliser la formule de conjugaison avec:

mesure algébrique de OA = -0,4 m

mesure algébrique de OA' = 0,667 m

vergence 4d.


Un objet à l'infini donne une image située dans le plan focal image. Celui ci est situé devant la lentille, alors la lentille est divergente de distance focale -0,05 m et de vergence -20d.

appliquer la formule de conjugaison à la lentille divergente (centre optique O2 )avec :

mesure algébrique de O2A' = -0,883 m

distance focale = -0,05 m

mesure algébrique de O2A1 : 0,053 m

l'image intermédiaire A1B1 est située derrière L2.

par suite mesure algébrique de O1A1 = 0,2+0,053 =0,253 m

l'image intermédiaire est réelle et la lentille L1 est convergente :

l'objet AB est réel et ne se trouve pas entre le centre optique O1 et le foyer objet F1.

la seule valeur à retenir pour la mesure algébrique de O1A est -30 cm.





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