word - Physique

Thème 1 : Observer Chapitre 3
TP 2 – Mise au point d'un appareil photo vs accommodation d'un œil
I - Relations de conjugaison et grandissement
En photographie, il est nécessaire de faire la mise au point pour régler la netteté de l’image d’un objet à photographier. Faire la mise
au point consiste à faire coïncider le capteur de l'appareil photo et le plan où est formée l’image de l’objet par les lentilles à
l'intérieur de l'objectif.
1. Sur le schéma ci-dessus, représenter par une flèche l'image de l'objet AB par la lentille convergente, notée A'B'.
2. Indiquer en pointillés l'endroit où doit se trouver le capteur d'un appareil photo pour obtenir une photo nette de l'objet AB.
Relation de conjugaison
Soient
 O le centre optique ;
 A la position de l'objet sur l'axe optique ;
 A' la position de l'image de l'objet par la lentille sur l'axe optique
 f la distance focale de la lentille.
On a l'égalité :
f
1
OA
1
OA'
1
Grandissement
'BA'
est l'image de l'objet
AB
une
lentille mince convergente.
Le grandissement γ vaut
OA
OA'
AB
B'A'
γ
3. Donner le signe des grandeurs algébriques
'OA
et
OA
, dans le cas où l'image de l'objet par la lentille est réelle.
On veut tester expérimentalement la relation de conjugaison et l'égalité
OA
OA'
AB
B'A' 
.
Matériel à disposition
 un banc d’optique gradué,
 une lentille convergente de vergence C = 8 δ et son support,
 un écran et son support,
 une source de lumière (avec support et alimentation) et un objet plan (lettre F) positionnée sur la source de lumière.
4. Calculer la distance focale de la lentille.
5. En utilisant le matériel à disposition, proposer un protocole expérimental permettant de vérifier la relation de conjugaison et
l'égalité
OA
OA'
AB
B'A' 
.
Schéma de l'expérience

6. Appeler l'enseignant puis effectuer les mesures ;
Résultats de mesures
AB
=
N° de la mesure
Analyse des mesures
Attention à la rédaction : pour vérifier expérimentalement une égalité, il faut
 calculer séparément chacun des termes de l'égalité
 et ensuite comparer ces termes.
Vérification de la relation de conjugaison
Mesure 1 :
Mesure 2 :
Mesure 3 :
Vérification de l'égalité
OA
OA'
AB
B'A' 
Mesure 1 :
Mesure 2 :
Mesure 3 :
7. Conclure : la relation de conjugaison et l'égalité
OA
OA'
AB
B'A'
γ
sont-elles vérifiées ?

II - Fonctionnement d'un appareil photo et accommodation d'un œil
Sur un appareil photo, lorsque la position du sujet à photographier change, il est nécessaire de faire une mise au point afin que
l’image obtenue sur le film ou le capteur reste nette.
Dans le cas de l’œil, lorsque l’objet observé se déplace, l'œil accommode pour que l'image de l’objet continue de se former sur la
rétine et que l'observateur voie nette.
L’accommodation de l’œil s’effectue-t-elle selon le même principe que la mise au point de l’appareil photo ?
Matériel à disposition
 Différentes lentilles convergentes ;
 Banc d’optique gradué ;
 Objet plan ;
 Écran blanc
Situation de départ
 Placer l’objet à 100 cm d’une lentille convergente de vergence C = 10 .
 Former l’image de cet objet sur l’écran.
 Mesurer en mètre la distance lentille-image :
OA'
=
Modification de la position de l’objet à imager
 L'objet bouge : rapprocher l’objet à une distance de 20,0 cm de la lentille.
Première façon de réobtenir une image nette : modifier la distance écran-lentille, de manière à former une image nette de l'objet
sur l'écran.
1. Prévoir par le calcul quelle sera la nouvelle distance
OA'
.
2. Vérifier expérimentalement que cela fonctionne : mesure en mètre la nouvelle distance lentille-image :
OA'
=
3. Indiquer si cette manière de ré-obtenir une image nette est associée au principe de mise au point d'un appareil photo ou au
principe d'accommodation d'un œil. Justifier.
 Se replacer dans la configuration de la situation de départ puis re-rapprocher l'objet à une distance de 20,0 cm de la
lentille.
Deuxième façon de réobtenir une image nette : modifier la distance focale de la lentille sans bouger ni la lentille ni l'écran.
4. Calculer la distance focale puis la vergence de la lentille qu'il faut utiliser pour que l'image de l'objet soit nette sur l'écran.

 Vérifier expérimentalement que cela fonctionne en modifiant la lentille utilisée dans le montage.
Indication : si on accole deux lentilles, la vergence de la lentille équivalente est égale à la somme des vergences des
deux lentilles.
Exemple : si on accole deux lentilles de 5 , tout se passe comme si on avait une lentille de 10 .
5. Indiquer si cette manière de ré-obtenir une image nette est associée au principe de mise au point d'un appareil photo ou au
principe d'accommodation d'un œil. Justifier.
Conclusion
Dans un appareil photo, la mise au point s'effectue grâce
Un œil accommode grâce