Centre optique

UE 12 - Optique Géométrique Travaux Pratiques 2013-2014 TP N° 2 : LENTILLES MINCES - FOCOMÉTRIE Dans ce TP il s’agira d’étudier des lentilles convergentes et divergentes qui sont les constituants de base de nombreux instruments d’optique (microscope, lunette, loupe …). Toutes les lentilles utilisées dans ce TP seront considérées comme des « lentilles minces » et l’on travaillera dans les conditions de Gauss. Le but de ce TP est de vous faire découvrir la formation d’images par une lentille et

1° L FORMATION des images optiques Représentation visuelle du monde 1 et 2 Compétences exigibles au BAC : · Reconnaître une lentille convergente ou divergente par une méthode au choix : par la déviation produite sur un faisceau de lumière parallèle, par effet de grossissement ou de réduction des objets, par le toucher. · Savoir que plus la lentille est bombée, plus elle est convergente. · Connaître les schémas de représentation d’une lentille mince convergente ou divergente. · Déterminer

lentille (L1) (tracé en pointillé sur le schéma). On peut le vérifier en appliquant les relations de conjugaison de Descartes: [pic] comme [pic] alors [pic] donc [pic] A1 est confondu avec F'1. D’autre part le rayon issu de B et passant par le centre optique de la lentille n’est pas dévié. On place B1 à l'intersection de ce rayon et du plan focal image de L1. 2.2. L’image définitive A2B2 donnée par l’oculaire (L2) se retrouve rejetée à l’infini, car A1B1 est un objet pour l’oculaire et il se trouve

L1: F1' = [pic] = 0,10 M Pour l'oculaire L2 : f2' = [pic] = 0,20 m B - Étude de l'image donnée par l'objectif : B-1.CALCUL DE LA POSITION DE L’IMAGE INTERMÉDIAIRE A1B1 FORMÉE SUR L'ÉCRAN [pic]= C1 [pic] L'objet est placé à 15 cm du centre optique O1, donc [pic] = – 0,15 m. [pic] [pic] [pic] [pic] [pic]= [pic]= [pic]= 0,30 m L'écran sera placé à 30 cm en arrière de l'objectif L1. B - 2 Calcul du grandissement de l'objectif. ( = [pic] ( = [pic]= – 2 ( = [pic] soit [pic] = (

plan Le miroir plan est la seul système optique possédant la propriété d’être stigmate car l’image de tout point de l’espace est un point. 4. Lentille. On appelle lentille tout milieu transparent limité par deux surfaces dont l’une au moins n’est pas plane. Cette lentille peut être convergente, divergente ou une association de convergentes et de divergentes. 5. Propriétés des lentilles minces. Tout rayon lumineux passant par le centre optique d’une lentille ne subit aucune déviation.

Affirmation: L'image A'B' d'un objet placé devant la lentille, à 60 cm du centre optique se forme derrière la lentille, à 12 cm du centre optique. Affirmation: Après avoir traversé la lentille, le rayon (1) passe par le point B'. (1) O B' F' Affirmation: L'image A'B' de l'objet AB donnée par le miroir sphérique est située dans le même plan vertical que l'objet AB. Le schéma représente un miroir sphérique de sommet S, de centre C et de foyer F. B S AC F EX.2. AFFICHAGE TETE HAUTE – 10 POINTS

 ACTIVITE + TP + COURS : (chapitre 2 sur les mécanismes optiques de la vision ) A°) QUELLES SONT LES CARACTERISTIQUES D’UNE LENTILLE CONVERGENTE ? 1°) Centre optique et axe optique : 2°) Foyers et distance focale : a) Foyer image et distance focale : Expérience : Le professeur fait arriver un faisceau de rayons lumineux parallèles à l’axe optique sur une lentille convergente L. Observer tous les rayons qui émergent de la lentille et définir le foyer image F’ d’une lentille convergente

Correction du TP P3 : Optique – Différentes méthodes de focométrie II. Méthode d’autocollimation On considère le système optique suivant : une lentille convergente de distance focale suivie d’un miroir plan à une distance quelconque. Questions : - Dessiner l’image d’un objet perpendiculaire à l’axe optique, placé avant le foyer objet principal . On cherche d’abord l’image de à travers la lentille : on trace le rayon passant par qui n’est pas dévié, puis le rayon parallèle à l’axe optique qui passe par en

trouvant sur l’axe optique de la lentille. F O F’ a/ Déterminer la nature de la lentille. (Justifier votre réponse) b/ Qu’indique les lettres O, F et F’ ? c/ Représenter les rayons émergeants. Exercice n°4 (Construction d’une image) Compétences attendues : Savoir tracer l’image d’un objet et décrire cette image. On dispose d’une lentille convergente de distance focale 2 cm. On a placé à 3 cm à gauche un objet AB de hauteur 1 cm. A se trouvant sur l’axe optique. 1/ Faire le schéma

Lentille mince : Une lentille est un milieu transparent limité par deux surfaces dont l'une au moins n'est pas plane. Une lentille est dite mince si l’épaisseur de sa partie centrale est négligeable et peut être assimilée à un point O, appelé centre optique. L'axe optique principal Δ passe par le point O et est l'axe de symétrie de la lentille. B. Les lentilles minces convergentes Les lentilles convergentes (à bords minces) concentrent l’énergie lumineuse et transforment un faisceau de rayons parallèles