TP n°1 : Images données par une lentille

Image donnée par une lentille
convergente - TP
TS Spécialité
TP N°1 : IMAGES DONNEES PAR UNE LENTILLE CONVERGENTE
I – IMAGE D’UN OBJET DONNEE PAR UNE LENTILLE MINCE CONVERGENTE :
L’objet est la lettre F et il est éclairé par une lampe.
On cherche l’image de cet objet donnée par la lentille sur un écran.
La lentille utilisée a une distance focale f’ = 20 cm (C = 5 ).
1/ Pour les distances objet-lentille 50,0 cm, 40,0 cm et 30,0 cm données dans le tableau, rechercher
la position de l’écran pour laquelle on obtient une image nette de la lettre F.
Recopier et compléter le tableau ci-dessous.
Distance objet-lentille
50,0 cm
40,0 cm
30,0 cm
15,0 cm
Distance objet-image
Distance lentille-image
Taille de l’image par rapport à l’objet
Sens de l’image par rapport à l’objet
2/ Lorsque l’on approche l’objet de la lentille (ou inversement), l’image se rapproche-t-elle ou
s’éloigne-t-elle de la lentille ? Comment varie alors la taille de l’image par rapport à l’objet ?
3/ Masquer une partie de la lentille avec une feuille et observer l’image.
A-t-on la totalité de l’image sur l’écran ?
Que peut-on dire de la luminosité de l’image lorsque l’on masque une partie de la lentille ?
4/ Placer la lentille à 15 cm de l’objet. Pouvez-vous former une image sur l’écran ?
On peut observer l’image en regardant l’objet à travers la lentille.
L’image se forme-t-elle avant ou après la lentille ? Quel est son sens et sa taille par rapport à l’objet ?
II – APPLICATION :
1/ Avec la lentille de distance focale f’ = 20 cm, calculer la position de l’image d’un objet situé à 30,0
cm devant la lentille.
2/ Calculer sa taille.
3/ Vérifier expérimentalement vos calculs.
Lampe
Lentille
Ecran
Objet

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III – CONDITIONS DE GAUSS :
Expérience n°1 :
Placer la lentille à 40 cm de l’objet F. Former l’image de l’objet F sur l’écran. Ajouter successivement
des diaphragmes. Observer.
Quelle propriété doit avoir le faisceau lumineux pour donner d’un objet une image nette ?
Expérience n°2 :
Même disposition, former l’image nette sur l’écran et faire pivoter légèrement la lentille autour de
son axe. Observer.
Quelle propriété doit avoir le faisceau lumineux pour donner d’un objet une image nette ?
IV – DETERMINATION DE LA DISTANCE FOCALE :
1/ Placer l’objet F lumineux, la lentille de distance focale inconnue et l’écran sur le banc optique.
2/ Pour une distance fixée entre l’objet et la lentille, chercher la position de l’image à l’aide d’un
écran. Mesurer alors la distance entre la lentille et l’écran.
3/ Effectuer 5 à 6 mesures. Rassembler vos résultats dans un tableau.
𝑂𝐴
̅
̅
̅
̅
(m)
𝑂𝐴′
̅
̅
̅
̅
̅
(m)
1
𝑂𝐴
̅
̅
̅
̅
1
𝑂𝐴′
̅
̅
̅
̅
̅
4/ Représenter graphiquement 1/𝑂𝐴
̅
̅
̅
̅
en fonction de 1/𝑂𝐴′
̅
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̅
̅
.
5/ A l’aide de la représentation, déterminer la distance focale de la lentille inconnue.