DM n˚9 (facultatif) - Optique géométrique À rendre pour le

Physique DM no9 (facultatif) : Optique géométrique
DM n˚9 (facultatif) - Optique géométrique
À rendre pour le samedi 28 janvier
1 Résolution de problème - Profondeur d’un pont
La photographie du pont ci-dessous (hauteur spécifiée sur le panneau : 4.3m) a été réalisée avec un appareil
photo argentique :
– format de l’image sur la pellicule : 24 mm X 36 mm ;
– distance focale de l’objectif assimilé à une lentille mince convergente de focale : f′= 35 mm.
Estimer la profondeur du pont à partir de la photo.
MP2- Année 2016/2017 1 Lycée Janson de Sailly

Physique DM no9 (facultatif) : Optique géométrique
2 Loupe
1. Un œil emmétrope (sans défaut de vision) peut observer un objet AB très petit de hauteur hentre les
distance δmappelée ponctum proximum et l’infini (ponctum remotum).
Quel est l’angle maximum αmsous lequel est vu cet objet par le cristallin C de l’œil ?
Application numérique : h= 1 mm ; δm= 25 cm.
2. L’observateur interpose une loupe entre son œil et l’objet AB. La loupe est assimilée à une lentille
mince convergente de centre optique O, de foyers objet F et image F’ et de distance focale f′=OF ′.
a) A quelles conditions la loupe est-elle un système optique stigmatique
et aplanétique ? En déduire une condition sur la taille de l’objet AB.
b) De quel côté du foyer objet F l’objet doit-il être placé pour que l’œil
voit son image agrandie A′B′à l’endroit à travers la loupe ? Faire
un schéma en plaçant Aet A′sur l’axe optique, AB et A′B′étant
perpendiculaires à l’axe.
c) Le centre C du cristallin de l’œil est derrière la loupe à une courte distance d. A quelle distance AO
de l’objet doit être placée la loupe pour que l’image A′B′soit à la distance minimale A′C=δm
de l’œil ? Quel est alors l’angle α′sous lequel est vue l’image à travers la loupe ? Quel est le
grossissement G=α′/αm, défini comme le rapport de l’angle sous lequel est vu l’objet à travers
la loupe et à l’œil nu au niveau du punctum proximum ?
Application numérique : f′= 5cm ;d= 10cm.
d) Tracer les rayons dans le cas où AB est dans le plan focal objet de la loupe. Sous quel angle α′′
est alors vue l’image ? Calculer le grossissement Get conclure quant à la meilleure utilisation de
la loupe pour cette position de l’œil par rapport à la loupe.
MP2- Année 2016/2017 2 Lycée Janson de Sailly