PTSI

Physique-Chimie

DS n°2

I. Associations d’une lentille sphérique mince convergente et d’une lentille sphérique mince divergente
1. Mesure de la distance focale image d’une lentille convergente.
Méthode de Bessel.

On considère une lentille sphérique mince convergente, notée LC , utilisée dans le cadre de l’approximation de
Gauss. Elle est caractérisée par son centre optique O et par sa distance focale image f C ' .

nette de l’objet sur l’écran. On pose x1 = AO1 , x2 = AO2 (avec x1 ≤ x2 ) et d = O1O2 .
Exprimer, en fonction de D et f C ' , chacune des deux solutions x1 et x2 .
Déterminer, en fonction de D et d , la distance focale image f C ' .
A.N. : Calculer la distance focale f C ' si D = 1,00 m , x1 = 0, 275m et x2 = 0,725 m .

II. Mesure par autocollimation
On se propose maintenant de déterminer la distance focale de la lentille LC par autocollimation.

Pour éviter toute perte de temps, vous devez répondre aux questions sur le document réponse joint sur lequel vous ferez figurer une partie des réponses et en particulier la marche des rayons lumineux.
Sur ce document, 1 unité de longueur du quadrillage représente 10cm .
UN CONSEIL : Pour les figures utilisez un crayon ; une gomme permet de rectifier les erreurs éventuelles.
AB est un objet, LC est la lentille convergente étudiée en I. et MP est un miroir plan dont la normale est parallèle à l’axe optique de LC .
Soit A1 B1 l’image donnée par la lentille LC de l’objet AB , puis A 2 B2 l’image donnée par le miroir MP de l’objet A1 B1 et enfin A ' B ' l’image finale que donne LC de A 2 B2 .

LC

+

B

O

A

Physique-Chimie

d. Pour D ≥ Dmin , il existe deux positions O1 et O2 de la lentille LC pour lesquelles on observe une image

L’usage de la calculatrice est autorisé.
Les réponses apportées doivent être justifiées.
Les expressions littérales doivent être privilégiées et mises en relief AVANT le passage aux applications numériques.
Le nombre de chiffres significatifs doit être raisonné.

I.

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1. Pour