TP 2 : Application des connaissances en optique

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TP 2 : Application des connaissances en optique
1) Comparaison œil et appareil photographique
A. Œil et accommodation
Lorsqu’un objet se rapproche d’une lentille, son image s’en éloigne. La rétine (écran) ne s’éloignant pas du
cristallin (lentille), comment l’œil peut-il voir à la fois des objets lointains et des objets proches ?
Placer la feuille de TP contre une fenêtre.
Fermer un œil et chercher à observer avec l’autre le paysage, proche de l’énoncé, en se plaçant à environ
20 cm de la feuille.
Sans chercher à lire le texte, commencer par fixer le paysage puis fixer le texte et le lire sans changer de
direction de regard.
1) Décrire les observations dans les deux cas.
2) Peut-on voir net en même temps le texte et le paysage ?
3) Lorsque l’œil réalise la mise au point entre le paysage et le texte, on dit qu’il accommode. Quelle partie de
l’œil peut être modifiée lorsque l’œil accommode ?
B. Comparaison des fonctionnements optiques de l’œil et de l’appareil photo.
Matériel à disposition : Différentes lentilles convergentes. Banc d’optique. Objet : lettre F. Ecran.
Placer l’objet à 100 cm d’une lentille convergente L1 de distance focale f1’ = 250 mm. Former, sur l’écran,
une image nette de l’objet.
Rapprocher l’objet à une distance de 30 cm de la lentille L1 et constater qu’aucune image nette n’est alors
visible sur l’écran.
1) Pour cette nouvelle position de l’objet, à l’aide du matériel à disposition, proposer plusieurs modifications
du système permettant à nouveau l’observation d’une image nette sur l’écran.
2) Pour chaque hypothèse avancée : Préciser la grandeur physique modifiée, et réaliser la modification
expérimentalement. Indiquer la nouvelle valeur de cette grandeur.
3) L’une ou l’autre des modifications peut-elle être associée au fonctionnement de l’œil ou de l’appareil
photographique ? Conclure.
4) Expliquez comment il est possible d’avoir une image nette lors de la vision et dans un appareil
photographique.

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2) Principaux défauts de vision
A. Œil normal
On simule un objet à l’infini en utilisant une lentille L1 (+5δ) que l’on place à une distance de 20cm de l’objet.
Pour l’œil, on choisit une lentille convergente de distance focale 20cm.
Qu’observe-t-on ?
Pour un œil normal, où se forme l’image d’un objet situé à l’infini ?
B. L’œil myope
Reprendre l'œil réduit de l’expérience précédente en remplaçant la lentille 20cm par la lentille 10cm . Placer
l’objet à l’infini (voir méthode employée dans l’expérience n°1).
Qu’observe-t-on ?
Où est l’image nette ?
Pourquoi l’œil myope au repos a-t-il une vision floue d’un œil éloigné ?
Que cela signifie-t-il sur la profondeur d’un œil myope ?
- Quel type de lentille faut-il accoler à L pour avoir une image nette ?
Faire l’expérience.
Quelle est la vergence de la lentille correctrice ?
Complétez le schéma de correction de la vision d’un œil myope :
C. L’œil hypermétrope
Reprendre l’œil réduit de l’expérience n°1 en remplaçant la lentille 20cm par la lentille 25cm. Placer l’objet
à l’infini
Qu’observe-t-on ?
Où est l’image nette ?
Pourquoi l’œil hypermétrope au repos a-t-il une vision floue d’un œil éloigné ?
Que cela signifie-t-il sur la profondeur d’un œil hypermétrope?
- Quel type de lentille faut-il accoler à L pour avoir une image nette ?
Faire l’expérience.
Quelle est la vergence de la lentille correctrice ?
Complétez le schéma de correction de la vision d’un œil hypermétrope :
On constate que :
Si un objet est à l'infini, une image nette se
forme sur …...
(Lorsqu’un objet est à l’infini, on considère que
ses rayons arrivent parallèlement)
F’
f ’ = 20 cm
L (+5 δ)
L1 (+5δ)
Objet A
F1
Simulation d’un objet à
l’infini
écran
(schéma à compléter)
Quand un œil normal observe un objet très
éloigné, son foyer image F’ est sur ……..
Puisque l'image d'un objet éloigné se
forme toujours en …., une image nette se
forme donc sur la rétine. On dit que l'œil
est au repos.
Lentille de
correction
Lentille de
correction