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Pages: 8 (1920 mots) Publié le: 5 juin 2012
C OMPTE RENDU TP PS93
TP n°1 : Focométrie des lentilles minces

Objectif : Déterminer la distance focale d’une lentille mince (convergente ou divergente) par différentes méthodes et les comparer.

Elodie Benezech & Aurélie André 13/04/2010

13/04/2010

COMPTE RENDU TP PS93
TP n°1 : Focométrie des lentilles minces

EXERCICE PREPARATOIRES :
Méthode de Bessel :
2.2.1) On a : ( )

(Par ailleurs : ( Or: ( ) (

)

))

( D’où :

)

(

)

(

)

( 2.2.2) Pour , ) ) )

)

(

)

(

)

Méthode de Silbermann :
2.3.1) On a : ( )

1

13/04/2010 Or : ( )

(

)

( ) )

2.3.2) ( ( ) )

Les sources d’incertitudes sur f’ sont les mesures de D(min), e et n

MANIPULATIONS :
Pour les manipulations nous disposons : d’un banc optique (gradué aumillimètre), une source lumineuse, un objet en forme de T, d’un écran quadrillé et de lentilles convergentes et divergentes

I/ Identification rapide des lentilles :
Pour identifier les lentilles on observe des objets de près et à l’infini. On observe une image plus grande pour les lentilles f’=150mm et f’=300mm, et une image renversée pour un objet situé à l’infini. Par contre l’image de lalentille f’=-100mm est droite, cette lentille est donc divergente.

II/ Mesure de la distance focale d’une lentille mince convergente :
a) Relation de conjugaison de Descartes
Objectif : L’objectif est de déterminer grâce à la relation de conjugaison de Descartes la distance focale d’une lentille convergente en mesurant les distances images en fonction des distances objets. Nous disposons pourcette expérience du matériel suivant : un banc optique, une source lumineuse, un objet possédant une fente en T, une lentille convergente (+300 mm), un écran blanc, et une lentille auxiliaire (-100 mm) La relation de Descartes s’énonce de la manière suivante :

Ainsi en mesurant les distances images d’un objet passant par la lentille convergente en connaissant sa distance objet on peut en déduirela distance focale de la lentille.

2

13/04/2010 Avec une lentille convergente on peut avoir une image réelle ou virtuelle si la distance objet est supérieure ou inférieure à la distance focale de la lentille. Pour obtenir une image réelle nous plaçons sur le banc optique, l’objet à une distance finie (20cm) et nous faisons varier la distance de la lentille pour une distance supérieure à ladistance focale théorique de la lentille. A chaque fois nous cherchons l’image la plus nette possible et mesurons sa position.

Pour l’image virtuelle nous avons besoin d’une lentille complémentaire divergente pour pouvoir observer une image réelle. En effet, la lentille divergente permet de placer l’objet de la lentille convergente à une distance supérieure à sa distance focale. Il faut donc quela lentille divergente soit placée avant la lentille convergente.

Tout d’abord nous positionnons l’objet et la lentille convergente dans les conditions d’obtention d’une image virtuelle, c.à.d. avec une distance objet inférieure à la distance focale, puis nous réglons la lentille divergente de manière à observer une image réelle. Puis nous effectuons nos mesures. Nous avons deux mesures pourl’image virtuelle car nous n’avions pas vu les recommandations sur le positionnement de l’objet par rapport à la lentille convergente, mais nos résultats étant cohérents, nous avons gardé les deux mesures. Nous avons synthétisé nos résultats dans le tableau suivant IMAGE REELLE Pos. A (cm) Pos. O (cm) P (cm) 1/p ( ) )( ) Pos. A’ (cm) P’ (cm) 1/p’ ( ) )( ) 20 70 -50 -2 4 92 22 4,5 0,19 110 -90 -1,11,2 128 18 5,56 0,17 120 -100 -1 1.10 138 18 5,56 0,3 130 -110 -0,9 0,8 174,5 17,5 5,7 0,20 150 -130 -0,8 0,5 167,5 17,5 5,7 0,15 175 -155 -0,6 0,4 191,7 16,7 6 0,14 IMAGE VIRTUELLE 46 49 57 49 -11 -11 -9,1 -9,1 82,6 82,6 20 20 -37 -40 -2,7 -2,5 0,05 0,07

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13/04/2010 P’min (cm) P’max (cm) 20,5 22,3 17,7 17,7 17,1 18,7 16,9 18 16,8 17,6 16,4 17,1 -36,3 -37,5 -39,1 -41,1

Exploitation...
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