Correction-MODÉLISATION DU PRINCIPE DU MICROSCOPE

2003-Amérique du nord MODÉLISATION DU PRINCIPE DU MICROSCOPE (4 points)
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I - Étude de l'objectif
1. Voir figure en annexe.
2. * Position de l'image A1B1 donnée par l'objectif L1:
'
1 1 1 11
1 1 1
O A O A OF
soit
'
1 1 1
11
1 1 1
O A O A
OF
donc
11
OA
=
1
'1
11
11
OA
OF
L'objet est situé à 6 cm devant la lentille L1 donc
1
OA
= – 0,06 m et
'
11
OF
= f1' = 0,05 m.
11
OA
=
1
11
0,05 0,06
11
OA
= 0,3 m utiliser la touche inverse de la calculatrice
* Grandissement 1 de l'objectif L1 :
1 =
11
1
OA
OA
1 =
0,3
0,06
= – 5
* Taille de l'image A1B1 :
1 =
11
1
OA
OA
=
11
AB
AB
soit
11
AB
=
11
1
OA AB
OA
donc
11
AB
= 1 .
AB
11
AB
= – 5  0,5 = – 2,5 cm
3. Erreur relative sur la mesure de la hauteur de l’image :
100
5,2 5,27,2 
= 8 %
Erreur relative sur la position de l’image :
100
303031 
= 3 %
Les résultats obtenus sont en accord avec les calculs théoriques aux erreurs expérimentales près.
4. La distance focale de la lentille est de 5 cm, donc l’objet se trouve entre le foyer objet et la lentille, son
image sera située en avant de l'objectif ( image virtuelle ) et ne pourra pas être recueillie sur un écran.
II - Étude de l'oculaire
1. Si on veut observer une image A2B2 à l’infini, il faut placer l’objet A1B1 dans le plan focal objet de
l'oculaire L2. Donc A1 est confondu avec F2.
Justification à l'aide de la relation de conjugaison:
'
2 2 2 1 2 2
22
1 1 1 1
O A O A O F
OF
2 2 2 2 2 1
1 1 1
O A O F O A
or
2 2 2 1
O F O A
donc
22
10
OA 
soit O2A2 .
2. Voir figure en annexe.
III - Grossissement du microscope
1. Dans le triangle O2A1B1 rectangle en O2 : voir ' sur annexe
tan ’ = ’ =
1 1 1 1
2 1 2 2
AB AB
O A O F
 ' =
2,5
20
= 0,125 rad
2. tan  =  =
AB
d
 =
0,5
25
= 0,02 rad
d
A
B

3. G =
'
G =
0,125
0,02
= 6,25
4. Gc = C2×1×d =
'1 22
11
11
22
d
AB
FO BA
d
AB
BA
FO
= G

ANNEXE à rendre avec la copie
Les schémas sont faits à l'échelle 1/2 suivant l'axe optique et à l'échelle 1 dans la direction perpendiculaire à l'axe.
Schéma n°1 : l'objectif
Schéma n°2 : l'oculaire
B
A
A1
B1
A1
B1
F'1
F1
F2
F2'
O2
O1
 '
 '