1S PHYS CH1 TP1 lentilles

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 l’image d’un 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 l’acuité visuelle d’un œil s’ef-
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 l’image 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 réel 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 d’une lentille mince convergente n’est pas dévié.
· Tout rayon incident parallèle à l’axe optique d’une lentille mince convergente émerge en passant par le foyer
principal image F’.
· Tout rayon incident passant par le foyer objet F d’une lentille mince convergente émerge parallèlement à
l’axe optique.
Donner la représentation symbolique d’une 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 d’une lentille est notée C, c’est l’inverse de la distance focale,
elle est exprimée en dioptries d.
avec f’ en mètres (m) et C en dioptries d.
A l’aide 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 D’UN OBJET DONNÉE PAR UNE LENTILLE CONVERGENTE
Manipulation
On cherche l'image d’un 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 l’écran à la lentille et le déplacer
jusqu’à obtenir une image nette sur l’écran 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 l’aide d’une 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 l’objet; Le logiciel place l’image 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 l’image par rapport à la lentille ?
b) Si on rapproche l’objet de la lentille, l’image s’éloigne-t-elle ou se rapproche-t-elle de la lentille ?
c) Donner les caractéristiques de l’image (taille, sens) lorsqu’on place l’objet à la distance 2f de la len-
tille
d) Lorsque l’objet est situé à une distance inférieure à 2 fois la distance focale de la lentille, comparer
la taille de l’image et de l’objet
e) Lorsque l’objet est situé à une distance supérieure à 2 fois la distance focale de la lentille, compa-
rer la taille de l’image et de l’objet
f) Ou se forme l’image lorsque l’objet est très loin de la lentille ? (objet à l’infini)
2) Que se passe-t-il lorsque la distance objet lentille est inférieure à la distance focale ? Ou se situe
l’image ? On parle alors d’image virtuelle.
Distance Objet-Lentille 50.0cm 30.0cm 15.0cm
Distance Lentille-Image
Taille de l’image par rapport à l’objet
Sens de l’image par rapport à l’objet

Niveaux d’acquisition
d’une compétence
1
Non acquise
2
En cours d’acquisition
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
l’image d’un 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 d’expérience
(schématiser, décrire, exploiter, présenter)
Attitude (sécurité, comportement)
Niveaux d’acquisition
d’une compétence
1
Non acquise
2
En cours d’acquisition
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
l’image d’un 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 d’expérience
(schématiser, décrire, exploiter, présenter)
Attitude (sécurité, comportement)