TP N°2 Physique Spécialité : Etude d`un miroir sphérique

TP N°2 Physique Spécialité : Etude d’un miroir sphérique convergent
Objectifs :
¾ Déterminer les caractéristiques de l’image donnée par un miroir sphérique convergent.
¾ Construire graphiquement l’image donnée par un miroir sphérique convergent.
¾ Déterminer par différentes méthodes la distance focale d’un miroir.
I. Image donnée par un miroir sphérique convergent
Pour cette manipulation on utilisera : un objet (la lettre F), une source halogène, un générateur de 12 V,
un écran et un miroir sphérique convergent de distance focale de 22,5 cm.
¾ Mesurer la taille de l’objet.
¾ Placer dans l’ordre sur le banc optique :
1) l’objet 2) l’écran 3) le miroir sphérique de distance focale de 22,5 cm.
¾ En déplaçant l’écran afin d’obtenir une image nette déterminer, si c’est possible, la position et la
taille de l’image pour les distances objet-miroir du tableau ci-dessous
On utilise le modèle du miroir sphérique convergent du cours. L’objet AB est dans le plan
perpendiculaire à l’axe optique du miroir et le point A se trouve sur l’axe optique du miroir. L’image est
notée A’B’.
AS (m) 0,60 0,50 0,45 0,35 0,30 0,225 0,10
A’S (m)
A’B’ (m)
¾ Sur une feuille de papier millimétré, réaliser une construction graphique illustrant chacune des
situations précédentes en précisant l’échelle utilisée.
¾ Déterminer la position et la taille de l’image dans chaque cas à l’aide des constructions
graphiques précédentes. Conclure.
1. Quelles sont les positions possibles de l’objet par rapport au miroir permettant l’obtention d’une
image droite et agrandie ?
2. Est-il possible d’observer cette image sur l’écran.
3. L’un des cas permet de déterminer la distance focale du miroir, c’est-à-dire la distance entre le foyer
et le sommet du miroir. Quel est ce cas ?
II. Détermination de la distance focale d’un miroir
II.1. Détermination d’une valeur approchée de la distance focale
¾ Placer l’objet lumineux et le miroir sphérique précédent à une distance d’environ 1,80 m.
¾ Déplacer le demi-écran de manière à obtenir une image nette.
1. Où se situe l’image d’un objet placé à l’infini ?
Sur une feuille de papier millimétré réaliser un schéma pour illustrer ce cas.
2. Si l’on considère qu’une distance de 1,80 m est suffisante pour se placer dans ce cas, estimer la
distance focale du miroir.
II.2. Détermination de la distance focale à l’aide d’une association lentille-miroir
¾ Remplacer l’objet lumineux par le petit disque éclairé par la lanterne.
1. A quelle distance de l’objet doit-on placer la lentille de distance focale f’ = +10 cm pour obtenir un
faisceau de rayons émergents parallèles entre eux ? Justifier.
¾ Placer la lentille de distance focale f’ = +10 cm dans cette situation.
¾ Placer le miroir sur le banc optique à environ 40 cm de la lentille.
¾ Déplacer le demi-écran entre la lentille et le miroir de manière à situer l’image de l’objet.
1. Réaliser un schéma de montage et construire le trajet de quelques rayons lumineux.
2. Retrouver la valeur de la distance focale du miroir sphérique étudié.