Correction-MODÉLISATION DU PRINCIPE DU MICROSCOPE

2003-Amérique du nord
MODÉLISATION DU PRINCIPE DU MICROSCOPE (4 points)
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I - Étude de l'objectif
1. Voir figure en annexe.
2.
* Position de l'image A1B1 donnée par l'objectif L1:
1
 1
1 




soit
donc O1A1 = 


 O F' O A 
O1A1 O1A O1F1'
O1A1 O1F1' O1A
1 
 11
'
L'objet est situé à 6 cm devant la lentille L1 donc O1A = – 0,06 m et O1F1 = f1' = 0,05 m.
1
1
1
1
1
1
1
1 
 1

O1A1 = 
O1A1 = 0,3 m

 0,05 0,06 
* Grandissement 1 de l'objectif L1 :
OA
1 = 1 1
O1A
0,3
1 =
=–5
0,06
* Taille de l'image A1B1 :
OA
OA
AB
1 = 1 1 = 1 1
soit A1B1 = 1 1  AB
O1A
O1A
AB
utiliser la touche inverse de la calculatrice
donc A1B1 = 1 . AB
A1B1 = – 5  0,5 = – 2,5 cm
2,7  2,5
3.
Erreur relative sur la mesure de la hauteur de l’image :
100 = 8 %
2,5
31  30
 100 = 3 %
Erreur relative sur la position de l’image :
30
Les résultats obtenus sont en accord avec les calculs théoriques aux erreurs expérimentales près.
4. La distance focale de la lentille est de 5 cm, donc l’objet se trouve entre le foyer objet et la lentille, son
image sera située en avant de l'objectif ( image virtuelle ) et ne pourra pas être recueillie sur un écran.
II - Étude de l'oculaire
1. Si on veut observer une image A2B2 à l’infini, il faut placer l’objet A1B1 dans le plan focal objet de
l'oculaire L2. Donc A1 est confondu avec F2.
Justification à l'aide de la relation de conjugaison:
1
1
1
1



O2 A2 O2 A1 O2F2'
O2F2
1

1

1
or O2F2  O2 A1
O2 A2
O2F2 O2 A1
2. Voir figure en annexe.
III - Grossissement du microscope
1. Dans le triangle O2A1B1 rectangle en O2 :
AB
AB
tan ’ = ’ = 1 1  1 1
O2 A1 O2F2
2,5
= 0,125 rad
20
AB
2. tan  =  =
d
0,5
=
= 0,02 rad
25
donc
1
O2 A2
soit O2A2   .
0
voir  ' sur annexe
'=
A

d
B
3. G =
G=
'

0,125
= 6,25
0,02
A1 B1
1
AB
'
OF
4. Gc = C2×1×d =
 1 1 d  2 2  = G
AB
O2 F2 AB

d
ANNEXE à rendre avec la copie
Les schémas sont faits à l'échelle 1/2 suivant l'axe optique et à l'échelle 1 dans la direction perpendiculaire à l'axe.
Schéma n°1 : l'objectif
B
A1
F'1
A F1
O1
B1
Schéma n°2 : l'oculaire
F2
F2'
A1
'
B1
O2
'