EXERCICES : « FORMATION DES IMAGES OPTIQUES »

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EXERCICES : CHAP PII
Exercice 1 : (plusieurs réponses possibles)
À l'aide d'une lentille mince convergente, on observe sur un écran l'image d'un objet
infiniment éloigné. L’écran est placé à 12,5 cm de la lentille.
a. L’image observée est renversée par rapport à l'objet.
b. L’image observée est infiniment petite.
c. La distance focale de la lentille vaut 8 m.
d. La distance focale de la lentille vaut 12,5 cm.
e. La vergence de la lentille vaut 12,5 .
Exercice 2 : Trouver l’élément manquant
1) Où se trouve la lentille sur la figure 1 ?
2) Où se trouve le foyer F’ sur la figure 1 ?
3) Déterminer la position de l’objet sur la figure 2.
Exercice 3: Savoir et comprendre
l) Comment peut-on mesurer approximativement la distance focale d'une lentille mince
convergente, sans utiliser de matériel particulier ?
2) Quels sont les deux rayons particuliers provenant d’un point objet et qui permettent de
construire le point correspondant à travers une lentille convergente ?
Exercice 4 : Une utilisation de la loupe
Une loupe est en fait une lentille convergente. Dans « Le temple du Soleil », Tintin allume
la pipe du Haddock à l'aide d'une petite loupe de distance focale f’= 20 cm.
1) Que peut-on dire des rayons du Soleil qui arrive sur la loupe ?
2) Faire un schéma représentant la situation et tracer quelques rayons lumineux.
3) À quelle distance de la loupe faut-il placer la pipe pour pouvoir l'allumer?
Exercice 5 :
E
A'
B'
1
2
L
A
B
3
Sur ce schéma, AB représente la flamme d'une bougie, B étant le sommet de cette flamme ;
L représente une lentille convergente ; A'B' représente l'image de la flamme formée sur un
écran E, B' étant l'image de B à travers la lentille.
On peut dire que là où se forme l'image, d'un objet AB ou celle d'un point lumineux B de
cet objet, il y a concentration de l'énergie lumineuse, issue de cet objet ou de ce point.
1) Dessiner (avec soin et précision ) les rayons 1, 2 et 3 après la lentille.
2) Indiquer par une flèche sur les rayons lumineux le sens de propagation de la lumière.
Exercice 6 : Image et distance focale
Afin de déterminer la distance focale d'une lentille mince convergente, un élève dispose
d'un objet lumineux AB de hauteur 2 cm et d'un écran, perpendiculaires à l'axe optique de la
lentille. Après avoir positionné la lentille, il recherche la position de l'image A’B’ de l'objet
AB.
Cette image se forme à 60 cm de l'objet AB ; elle est en outre renversée et de hauteur 1 cm.
1) Sur un schéma, positionner AB et A’B' ainsi que l'axe optique de la lentille. On prendra
comme échelle : horizontalement, 1 cm pour 10 cm ; verticalement, 1 cm pour 1 cm.
2)a. Tracer la droite (BB’).
b. Que représente cette droite ?
c. En déduire la position du centre optique O de la lentille.
3) Schématiser la lentille.
4) a. Tracer la marche du rayon issu de B et arrivant parallèlement à l'axe optique sur la
lentille.
b. Par quel point remarquable passe ce rayon après avoir traversé la lentille ?
5). En déduire la distance focale de la lentille.
A
B
A’
B’
B’
A’
F’