FILIERES : SMA et SMI

1
Semestre 2– Modules : Physique 4 –M12
Optique géométrique
FILIERES : SMA et SMI
Semestre 2
Année universitaire 2015-2016
Réalisés par :
P
Pr r. . B BE EN NH HM MI ID DA A A Ab bd de el ll la at ti if f
P
Pr r. . A AO OU UN NI I H Ha ad dd do ou u
Mis en forme et corrigé par :
P
Pr r. . R RE EZ ZZ ZO OU UK K A Ab bd de el ll la ah h

2
Fascicule TP en ligne :
Site : http://www.fsdmfes.ac.ma/ (voir ressources pédagogiques/filière SMA/SMI/S2)
TABLES DES MATIERES
I. Focométrie 3
II. Les lois de Snell-Decartes 7
III. 12

3
I. FOCOMETRIE
I. But.
Détermination de la distance focale des lentilles minces par différentes méthodes.
II. Rappels.
En repérant les abscisses des points objet A et image A' par rapport au centre optique
O de la lentille (L) (Fig. I.1), on a les relations algébriques suivantes :
1
p1 p' 1 f' (1) ;  = A'B' AB p' p (2)
 : grandissement linéaire de la lentille (L).
avec :
pOA p' = OA' et f' = OF
: distance focale image de la lentille (L).
L
B
A O
A'
B'
F'
F
B
AO
A'
B'
F' F
L
(a) Lentille convergente (b) Lentille divergente
Fig. I.1.
III. Méthodes propres aux lentilles convergentes.
III.1. Méthodes rapides.
III.1.1 Source à l'infini. (Objet lointain)
Si p >> p', on peut se faire rapidement une idée sur la valeur de la distance focale f' :
- Placer la lentille (L) à une distance très éloignée de l’objet A (chiffre 1, lettre L, …),
l’écran (E) étant fixé à l’extrémité du banc optique (Fig. I.2).
- Rechercher son image sur l'écran d'observation (E). Mesurer f' de la lentille. Estimer son
incertitude f'.
- Donner le résultat sous la forme suivante : f’ = (… ± …) unité.

4
(L)
OA'
(E)
f'
.
image nette
Fig. I.2.
III.1.2. Autocollimation.
- Faire le montage ci-dessous :
(L)
O
A'
.
(M)
Objet
.
(S) A
Fig. I.3.
- Eclairer uniformément l'objet A à l'aide d'une source (S).
- Placer un miroir plan (M) en arrière de la lentille (L) (Fig. I.3).
- Déplacer l'ensemble (L + M) de manière à ce que l'image A' de A se forme dans le plan
objet de la lentille (L) (le plan contenant l’objet A) (Fig. I.3). La distance focale f' de la
lentille est donc celle qui sépare cette lentille (L) de l'objet A.
- Noter les positions extrêmes de (L) qui donnent une image nette de A et en déduire la
valeur moyenne f 'm et son incertitude f '. Présenter le résultat sous la forme :
f' = (f 'm  f ') unité.
- Quel est le grandissement de la lentille dans ces conditions ?
Nota :
La méthode d'auto-collimation est d'une utilisation universelle, elle permet
éventuellement de s'assurer qu'un faisceau lumineux est bien parallèle.

5
III.2. Méthode de conjugaison.
On effectue une série de mises au point différentes pour obtenir des couples d'abscisses
(p, p') des objets et images réels (Fig. I.4).
(L)
Objet (E)
AA'
pp'
O
Fig. I.4.
- Donner les résultats de mesures sous forme du tableau suivant (trois couples (p, p') au
moins).
- Estimer les incertitudes sur p'.
p (mm)
p' (mm)
p' (mm)
 p
(mm-1)
 p’
(mm-1)
- Reporter sur un graphique :
1
p' = f(1 p)
. On peut obtenir des droites dont les abscisses et
ordonnées à l'origine sont intéressantes. En déduire f ' et f ' : f ' = (… ± …) unité.
- Porter p en abscisse, p' en ordonnée et tracer les droites joignant les couples de points
associés. Trouver comme application de la formule :
1
p' - 1 p = 1 f' (1)
,
que ces droites se coupent en un point d'abscisse et d’ordonnée particulières. En déduire
d’autres valeurs de f ' et f ' : f ' = (… ± …) unité.
- Comparer les valeurs trouvées par la méthode de conjugaison en tenant compte des
incertitudes.