II. Où se trouve l`image virtuelle d`un objet vu à travers un miroir

TP n° …. : Comment modifier la direction d’un faisceau lumineux ?
On se propose de modifier le trajet d’un faisceau lumineux à l’aide d’un miroir ou d’une lentille.
I.
Comment éclairer une cible située derrière la source lumineuse à l’aide d’un laser et de miroirs ?
Vous disposez de deux miroirs, d’un laser et d’une cible (une gomme par exemple).
Le laser et la cible sont disposés sur votre paillasse ainsi :
A l’aide de deux miroirs et d’un laser, éclairer la cible (gomme) située juste derrière le laser.
Questions :
1. Sur une feuille de papier millimétré, faire un plan précis au 1/10ème de la table et du dispositif
expérimental. (position et orientation des miroirs, position du laser et de la gomme).
2. Dessiner sur ce plan les normales aux deux miroirs. Mesurer à l’aide d’un rapporteur les angles
d’incidences i1 et de réflexion i2 pour chaque miroir.
3. Quelle relation existe-t-il entre les angles d’incidences i1 et les angles de réflexion i2 au niveau de chaque
miroir ?
II.
Où se trouve l’image virtuelle d’un objet vu à travers un miroir ?
Observer un objet à l’aide d’un miroir plan comme indiqué sur la figure ci-dessous.
-
D’où semble provenir l’image de l’objet ? Indiquer-le sur le schéma ci-dessus.
En déduire une construction géométrique de la propagation de la lumière de l’objet
jusqu’à l’œil. Réaliser cette construction sur le schéma.
Quelles sont les caractéristiques de l’image donnée par le miroir plan ?
III. Quelle est la lentille la plus convergente ?
Vous disposez de 7 lentilles numérotées.
On veut classer les lentilles de la moins convergente à la plus convergente.
1. Trouver l’intruse !
L’une des lentilles n’est pas une lentille convergente, mais divergente.
Pour cela, on effectue deux méthodes simples :
Méthode n°1 : On touche les différentes lentilles.
Les convergentes ont au moins une face bombée (convexe), c’est à dire que leur centre est plus épais que
leurs bords.
La lentille divergente est creuse (concave), c’est à dire que son centre est moins épais que ses bords.
Méthode n° 2 : On observe le texte de TP à l’aide des lentilles.
Une lentille convergente donne une image plus grande.
Une lentille divergente donne une image plus petite.
Effectuer ces tests sur les lentilles et indiquez-celle qui est divergente.
On mettra de côté cette lentille pour la suite du TP.
2. Comment classer les lentilles de la moins convergente à la plus convergente ?
Méthode n° 1 : Observation de l’image du texte du TP à travers les différentes lentilles.
Comparer deux à deux les lentilles en les plaçant à la même distance du texte et classer-les.
Méthode n° 2 : Détermination de la distance focale des lentilles convergentes.
1. Questions :
La construction d’une image à travers une
lentille convergente est représentée
sur le schéma ci-contre.
Par quelles lettres sont représentés :
-
le point objet ?
le point image ?
le centre optique ?
l’axe optique ?
le foyer image ?
Un rayon passant par le centre optique est-il dévié ?
Un rayon parallèle à l’axe optique, issu du point objet, converge en un point. Quel est ce point ?
Proposer une définition de la distance focale d’une lentille convergente.
2. Méthode de l’auto-collimation (méthode rapide et simple).
Un objet lumineux est observé et travers
une lentille.
On accole un miroir à la lentille convergente.
On éloigne ou on rapproche l’ensemble
lentille-miroir de telle manière à ce que
l’image nette, inversée et de même taille
que l’objet (grandissement -1) se forme
dans le plan de l’objet (c’est à dire la boîte
de la source lumineuse).
La distance entre l’objet et le centre de la
lentille dans ce cas particulier, est égale à
la distance focale.
Détermination des distance focales f’ des 6 lentilles :
Lentille n°
Distance focale f’ (m)
Vergence C ()
1
2
3
4
1
(f’ est exprimée en mètre)
f'
Classer les lentilles par ordre croissant de convergence.
La vergence C a pour unité la dioptrie (). Elle est égale à
5
6