5.Principe du téléobjectif
A l’aide d’une lentille mince convergente L1, de distance focale f'1 =20cm , on photographie une tour de hauteur h1=30m
située à une distance D = 3km.
a. Quelle sera sur le cliché, la hauteur h’1 de l’image obtenue ? L’image est-elle droite ou renversée ?
b. On place à 15,5cm en arrière de la première lentille, une lentille mince divergente L2 de distance focale f'2 = -5cm.
L’ensemble des deux lentilles constitue un téléobjectif. Quelle est la hauteur h’2 et le sens de la nouvelle image ?
c. Quelle est la distance E de la première lentille à la plaque photographique (encombrement) ?
d. Quelle serait la distance focale d’une lentille mince convergente qui donnerait à elle seule une image de même dimension
que la précédente ? Quel serait alors l’encombrement du dispositif ?
Rep : a) h’1 =2mm; b) h’2=20mm; c) E=60,5cm; d) f'=2m
6.Détermination d'une distance focale
A l'aide d'une lentille mince convergente (L) de distance focale image f' = 20 cm, on
forme l'image d'un objet sur un écran situe à une distance D =1 m de l'objet. En
déplaçant la lentille, on trouve deux positions 01 et 02 qui donnent une image nette
sur l'écran (cf. figure ci-contre).
1. Calculer la distance d = 0102 qui sépare ces deux positions :
2. Calculer le grandissement transversal Gt de l'image correspondant a chacune de
ces deux positions de la lentille.
3. La lentille précédente est remplacée par une lentille convergente (L') de distance focale image f' inconnue.
Les 2 positions de la lentille qui donnent une image nette sur l'écran sont séparées par une distance d' = 800 mm. Calculer f'.
4. On remplace L' par une nouvelle lentille convergente (L") placée entre l'objet et l'écran. On règle la position de l'écran de
façon à ce qu'il n'existe plus qu'une seule position pour laquelle L" donne une image nette de l'objet (d = 0). On mesure alors
une distance D" = 1200 mm entre l'objet et son image. En déduire la distance focale image f" de cette lentille.
5. Calculer, dans ces conditions, le grandissement transversal Gt’ de l'image.
Rep : 1) d = 447 mm ; 2) Gt1 = -2, 62; Gt2 = -0, 38 ; 3) f' = 90 mm ; 4) f''=300mm ; 5) Gt’
= -1.
7.Étude d'un rétroprojecteur
On désire projeter l’image de AB (feuille transparente) sur un écran placé à D=3,0m de l’axe
optique de la lentille. L’ensemble lentille-miroir du rétroprojecteur est réglable en hauteur. Le
miroir plan est incliné de 45°, la lentille a une vergence V=2,0δ et la distance lentille-miroir est
d = 10cm.
a) Déterminer la distance objet-lentille permettant d’observer une image nette sur l’écran.
b) Calculer le grandissement. c) On souhaite un grandissement plus grand, que doit-on faire ?
8.Principe du microscope
Un montage sur banc optique, permettant d’illustrer le
principe du microscope, comprend une lentille (L1) jouant le
rôle d'objectif et une seconde lentille convergente (L2)
jouant le rôle d'oculaire. Ce montage est réalisé dans le but
d’examiner un objet AB lumineux, de petites dimensions. Le
point objet réel A est choisi sur l’axe optique commun aux
deux lentilles, en avant de (L1), et l’objet AB est orthogonal à l’axe (figure 5).
L’appareil permet donc d’observer à travers (L2) l’image agrandie A1B1 de
l’objet AB donnée par (L1) (ci-contre)
Le système est réglé pour qu’un œil normal (œil emmétrope) n’ait pas à
accommoder lorsqu’il observe, à travers l’instrument, l’image finale A'B' de AB.
1) Exprimer, en fonction de f'1 et