TP3 MIROIRS

A. Produire des images, Observer
TP3 MIROIRS
TS/Spé phys-chi – 2009-2010 1
Objectifs:
Modéliser un instrument d’optique
I. Propriétés générales des miroirs
Un miroir est constitué d'une surface qui réfléchit la
lumière.
Tout rayon lumineux réfléchi par un miroir suit les lois de
Descartes :
 l'angle d'incidence i du rayon incident est égal à l'angle de
réflexion r du rayon réfléchi : i = r.
 le rayon incident, la normale et le rayon réfléchi sont
situés dans un même plan appelé plan d'incidence.
II. Miroirs plans (rappels)
Un miroir plan donne d'un objet AB, une image A'B’ symétrique de AB par rapport au
plan du miroir.
III. Miroirs Sphériques convergents
1. Présentation
Un miroir sphérique convergent est une
portion de sphère dont la face intérieure est
réfléchissante.
Le miroir sphérique est caractérisée
par:
 son centre C ;
 son sommet S
 son rayon R = CS
 ses foyers objet F et image F’
L'axe optique, droite CS est l'axe de
symétrie de la portion de sphère.
Remarque : Un miroir plan est un miroir
sphérique convergent de rayon infini.
2. Propriétés des points fondamentaux
Sur la feuille A4 placer les deux miroirs convergents.
a) Centre et sommet
Matérialiser un rayon lumineux à l’aide de la lanterne se réfléchissant sur le
miroir.
Faire passer ce rayon incident à plusieurs reprises par le centre C du
miroir.
Représenter cette expérience et conclure par une phrase.
Faire passer ce rayon incident à plusieurs reprise par le sommet S.
Représenter cette expérience et conclure par une phrase.
b) Foyer et distance focale
Matérialiser un faisceau de rayons parallèles à l’axe optique du miroir
Représenter cette expérience et conclure par une phrase.
Mesurer . Conclure
Matérialiser un rayon lumineux incident passant par F’.
Représenter cette expérience et conclure par une phrase.
3. Formation d’image avec un miroir sphérique

TS/Spé phys-chi – 2009-2010 2
Placer les éléments comme l'indique le schéma ci-dessus. Positionner l’objet AB
(chiffre 1 accolé à la lampe) sur la graduation 40,0 cm. L'image sera formée sur
l'écran. Ajouter un grand écran derrière la lampe.
Chercher la position de l'image A’B’ de l'objet AB sur l’écran (porte lentille) ou sur le
grand écran. Mesurer la distance ainsi que la taille de l’image
Réaliser l’expérience avec les distances objet lentille indiquées dans le tableau ci-
dessous. Compléter le.
- 50cm
-45cm
-40cm
-29cm
Sens de l’image
/
 Comment varie la distance miroir-image SA' lorsque la distance miroir-
objet SA augmente ?
 Comment varie alors la taille de l'image par rapport à l'objet ?
IV. Construction de l’image donnée par un miroir sphérique
Pour chaque situation ci-dessous construire l'image A'B' de l'objet AB et caractériser
l'image (taille, sens, position par rapport à l'objet).

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V. DETERMINATION EXPERIMENTALE DE LA DISTANCE FOCALE f ' D'UN
MIROIR SPHERIQUE CONVERGENT
Retirer le porte lentille. L'objet est le chiffre 1 placée sur la graduation 40,0 cm du banc
optique. Placer le miroir sphérique sur le support et chercher la position du miroir sur le banc
pour laquelle l'image du 1 est renversée dans le plan contenant l'objet. Relever la distance
objet – miroir.
1. Retrouver la situation expérimentale sur l'une des constructions du IV. Que représente la
distance miroir-objet ?
2. En déduire la valeur de la distance focale f '.
Pour déterminer rapidement la distance focale du miroir, il faut que l'objet soit situé "à
l'infini". Avec l'écran, on rechercherait une image nette d'un objet à l'infini (ici le feuillage
d'arbres à l'extérieur de la salle) qui se forme alors dans plan focal du miroir. En déduire la
distance miroir – image.
3 . Retrouver la situation expérimentale sur l'une des constructions du IV. Que représente
la distance miroir-objet ?