Objectifs :
Décrire le modèle de l’œil réduit et le mettre en correspondance avec l’œil réel.
Déterminer graphiquement la position, la grandeur et le sens de limage dun objet donnée par une lentille convergente.
I / MODÈLE DE L’ŒIL
L’œil humain comporte de nombreux éléments aux
rôles bien précis.
Chez le médecin, la mesure de lacuité visuelle dun œil sef-
fectue en lisant une succession de lettres de taille décrois-
sante sur un tableau situé à quelques mètres. La lumière
entre par la pupille de l’œil pour que limage de la lettre se
forme sur la rétine.
Au laboratoire optique, la situation est modélisée de la manière suivante :
Pistes de réflexion
1°) Établir une correspondance entre les parties de l’œil el et les éléments de l’œil modélisé.
2°) Attribuer à chaque expérience effectuée par le professeur au tableau, une définition parmi les sui-
vantes et compléter la définition avec un schéma :
·
Un rayon de lumière passant par le centre optique O dune lentille mince convergente nest pas dévié.
·
Tout rayon incident parallèle à laxe optique dune lentille mince convergente émerge en passant par le foyer
principal image F.
·
Tout rayon incident passant par le foyer objet F dune lentille mince convergente émerge parallèlement à
laxe optique.
Donner la représentation symbolique dune lentille convergente ainsi que les points remarquables.
La distance focale est les distance entre le centre optique O de la lentille et le foyer principal image F
La vergence dune lentille est notée C, cest linverse de la distance focale,
elle est exprimée en dioptries d.
avec f en mètres (m) et C en dioptries d.
A laide de la vergence indiquée sur le lentille, calculer sa distance focale
'
1
Cf
=
PARTIE OBSERVER CH1 Vision et images
Optique Activité expérimentale : L’œil et les lentilles
II / IMAGE DUN OBJET DONNÉE PAR UNE LENTILLE CONVERGENTE
Manipulation
On cherche l'image dun objet donnée par la lentille convergente sur un écran. Positionner l'objet (lettre F ou
chiffre 1, découpés dans une plaque et éclairée par la lampe) en x
o
= 5,0 cm, la lentille et l'écran sur le banc
optique.
Pour les distances objet - lentille 50,0 cm, 30,0 cm et 15,0 cm données dans le tableau, rechercher la position
de l'écran pour laquelle on obtient une image nette de la lettre F. Coller lécran à la lentille et le déplacer
jusquà obtenir une image nette sur lécran puis compléter le tableau ci-dessous:
Lorsque l'on rapproche l'objet de la lentille (ou inversement), l'image se rapproche-t-elle ou s'éloigne-t-elle la
lentille ? Comment varie alors la taille de l'image par rapport à l'objet ?
Construire les images pour les différentes positions des objets en utilisant une échelle adaptée
Validation de résultats à laide dune simulation
Dans les logiciel de simulation Mircoméga Hatier.
Simulateur de physique
On choisit la distance focale f de la lentille et la po-
sition OA de lobjet; Le logiciel place limage OA.
Vérifiez vos résultats expérimentaux en répondant aux questions suivantes :
1) Lorsque la distance objet-lentille est supérieure la distance focale :
a) Ou se situe limage par rapport à la lentille ?
b) Si on rapproche lobjet de la lentille, limage séloigne-t-elle ou se rapproche-t-elle de la lentille ?
c) Donner les caractéristiques de limage (taille, sens) lorsquon place lobjet à la distance 2f de la len-
tille
d) Lorsque lobjet est situé à une distance inférieure à 2 fois la distance focale de la lentille, comparer
la taille de limage et de lobjet
e) Lorsque lobjet est situé à une distance supérieure à 2 fois la distance focale de la lentille, compa-
rer la taille de limage et de lobjet
f) Ou se forme limage lorsque lobjet est très loin de la lentille ? (objet à linfini)
2) Que se passe-t-il lorsque la distance objet lentille est inférieure à la distance focale ? Ou se situe
limage ? On parle alors dimage virtuelle.
Distance Objet-Lentille 50.0cm 30.0cm 15.0cm
Distance Lentille-Image
Taille de limage par rapport à lobjet
Sens de limage par rapport à lobjet
Niveaux dacquisition
dune compétence
1
Non acquise
2
En cours dacquisition
3
Acquise
Compétences
Auto Éval
Décrire le modèle de l’œil réduit et le mettre en correspondance
avec l’œil réel.
Déterminer graphiquement la position, la grandeur et le sens de
limage dun objet donnée par une lentille convergente.
Pratiquer une démarche expérimentale
(problème, hypothèse, expérience, interprétation)
Élaborer et mettre en œuvre un protocole
(conditions, étapes, matériel)
Utiliser des logiciels (tableur, grapheur, poin-
teur)
Mesurer (choisir, utiliser, exprimer, estimer)
Présenter des traces écrites dexpérience
(schématiser, décrire, exploiter, présenter)
Attitude (sécurité, comportement)
Niveaux dacquisition
dune compétence
1
Non acquise
2
En cours dacquisition
3
Acquise
Compétences
Auto Éval
Décrire le modèle de l’œil réduit et le mettre en correspondance
avec l’œil réel.
Déterminer graphiquement la position, la grandeur et le sens de
limage dun objet donnée par une lentille convergente.
Pratiquer une démarche expérimentale
(problème, hypothèse, expérience, interprétation)
Élaborer et mettre en œuvre un protocole
(conditions, étapes, matériel)
Utiliser des logiciels (tableur, grapheur, poin-
teur)
Mesurer (choisir, utiliser, exprimer, estimer)
Présenter des traces écrites dexpérience
(schématiser, décrire, exploiter, présenter)
Attitude (sécurité, comportement)
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