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Focométrie

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TP- FOCOMETRIE
Mode d’emploi
I.
Méthode des points conjugués
1. Principe :
En connaissant la position de l’objet et de son image obtenue par la lentille, on peut
déterminer la distance focale de la lentille à l’aide de sa relation de conjugaison :
̅̅̅̅̅
̅̅̅̅
𝑂𝐴
̅̅̅̅
̅̅̅̅
𝑂𝐴
Figure 1 : Simulation : Méthode des points conjugués
2.
Manipulation
a. Vérification de la relation de conjugaison d’une lentille convergente
 Faire varier la position de l’objet ̅̅̅̅ (déplacer le curseur) puis noter la position de l’image
̅̅̅̅’. Refaire la mesure plusieurs fois.
 Comparer la différence des rapports 1/̅̅̅̅̅ et 1/̅̅̅̅ pour les différentes mesures par rapport
à 1/f’ où f’ est la distance focale de la lentille. Conclure.
Figure 2 : Simulation : Vérification de la relation de conjugaison
Vidéo : Vérification de la relation de conjugaison
b. Détermination de la distance focale d’une lentille convergente
On peut faire varier grâce au curseur:




La vergence de la lentille
La position de l’écran
La position de l'objet
Le réglage de la netteté de l’image.
 Faire varier la position de l’objet (̅̅̅̅) et pour chaque mesure noter la position image
(̅̅̅̅’)
 Tracer la variation du rapport 1/̅̅̅̅̅ en fonction du rapport 1/̅̅̅̅. Le point d’intersection
de cette courbe avec l’axe des ordonnées correspond à la vergence de la lentille, d’où la
distance focale.
Vidéo : Méthode des points conjugués
II.
Méthode de Bessel
1. Principe :
Il existe deux positions de la lentille donnant une image nette. L’écran est suffisamment
éloigné de l’objet (D>4f’).
Soit D la distance entre l’objet et l’écran et d la distance entre les deux positions de la lentille
donnant une image nette. En utilisant la relation de conjugaison, on montre que :
2. Manipulation
 Placer l’écran assez loin de l’objet. Soit D la distance entre l’objet et l’écran (cette distance
doit être supérieure à 4 fois la distance focale de la lentille).
 Placer la lentille près de l’objet
 Déplacer la lentille vers l’écran jusqu’à obtenir une image nette
 Noter la position d1 de la lentille
 Déplacer la lentille de manière à obtenir une deuxième image nette
 Noter la deuxième position d2 de la lentille
 Soit d la distance entre les deux positions d=d2-d1
 La distance focale est donnée par :
d1
D
d2
Figure 3 : Simulation : Méthode de Bessel
Vidéo : Méthode de Bessel
III.
Méthode d’auto-collimation
1. Principe
Lorsque l’objet est dans le plan focal objet de la lentille, son image est à l’infini. Les
rayons traversent la lentille parallèlement à l’axe optique et arrivent donc sous incidence nulle
sur le miroir. Ils sont donc réfléchis sur eux-mêmes c’est-à-dire parallèlement à l’axe. Puis,
comme la lumière a changé de sens, après traversée de la lentille, les rayons convergent donc
au foyer image qui coïncide avec le foyer objet. On a donc f’=D. D est la distance entre
l’objet et la lentille.
2. Mode d’emploi
 Réaliser l’auto-collimation sur la lentille étudiée : On accole un miroir à la lentille
 faire varier la position de l’ensemble lentille-miroir jusqu’à l’obtention d’une image nette
et renversée sur l’écran (l’image est à la même position que l’objet)
 f’=D
Simulation + Vidéo auto-collimation: En cours de préparation
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