images optiques (1)

Grellier – P. Abélard VALLET I.1 Formation des images optiques (1) 1/1
1 ère L
TP I.1 : Formation des images optiques (1)
But de la manipulation :
Mettre en évidence quelques propriétés simples des lentilles.
Vérifier qu’une lentille : - modifie le trajet de la lumière,
- peut donner une image d’un objet sur un écran.
Matériel :
Banc d’optique avec source lumineuse, lentille de + 8  , source lumineuse à miroirs, boîte Kitoptic.
Expérience 1 :
Dans cette expérience on utilisera des lentilles cylindriques.
1. Reconnaître au toucher une lentille convergente d’une lentille divergente. Les dessiner puis les
schématiser.
2. Placer devant la lampe le peigne à 4 fentes et placer une lentille convergente sur le tracé du faisceau
lumineux. Répéter l’expérience avec une autre lentille convergente puis avec une lentille divergente.
Schématiser les trois expériences et en déduire une conclusion.
3. Faire passer un rayon lumineux au centre O de la lentille (centre optique ): que constate-t-on ?
4. Observer les rayons lumineux parallèles à l’axe principal de la lentille. Comment émergent-ils de la
lentille ? Le point ainsi mis évidence s’appelle le foyer principal image F’. La distance OF’ = f est la distance
focale.
5. Faire un schéma représentant : une lentille convergente, son centre optique, son axe principal, le foyer
principal image F’, le chemin suivi par un rayon lumineux incident parallèle à l’axe principal et par un rayon
lumineux incident passant par le centre optique.
Expérience 2 :
Dans cette expérience on utilisera des lentilles sphériques.
Observer un objet proche (feuille quadrillée par exemple) à travers une lentille convergente. Que
constate-t-on ? Répéter l’expérience avec une lentille divergente.
En déduire une conclusion générale.
Expérience 3 : (au bureau)
Observer sur l’écran l’image donnée par une lentille convergente d’un objet (flamme d’une bougie).
Comment est l’image observée ?
Expérience 4 :
Utiliser le banc d’optique : l’objet est constitué par la lettre F… Utiliser une lentille marquée + 8 .
1. Disposer l’écran à l’extrémité opposée de la lame. Déplacer la lentille pour obtenir une image nette sur
l’écran (mise au point). Comment est l’image observée ?
2. Si un objet est très éloigné d’une lentille convergente, celle-ci en donne une image au foyer principal
image. Placer la lentille très loin de l’objet et déplacer l’écran pour obtenir une image nette. En déduire la
distance focale f de cette lentille.
3. Calculer la quantité 1/f ( f étant exprimé en m). Comparer à la valeur indiquée sur la lentille : cette
valeur s’appelle la vergence de la lentille et elle s’exprime en dioptries ().
La vergence d’une lentille convergente est positive. La vergence d’une lentille divergente est négative.
Expérience 5 :
Comment déterminer, par une construction, la position d’une image connaissant la position de l’objet, la
position de la lentille et la distance focale de la lentille ?
Faire une figure à l’échelle en choisissant une distance focale f = + 20 cm, un objet AB à la distance
OA = 30 cm de la lentille et de hauteur h = 1 cm. Déduire de la construction la dimension h’ de l’image et sa
distance de la lentille.
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