Laboratoire L`OPTIQUE - La science et fiction de Robert

NOM:
GROUPE:
Laboratoire
L’OPTIQUE
PARTIE 1: LA LUMIÈRE A DES COULEURS!
BUT DU LABORATOIRE:
Observer les différentes couleurs qui composent la lumière blanche.
HYPOTHÈSE (OU THÉORIE):
1.
Qu’est-ce qu’une onde électromagnétique ?
2.
Qu’est-ce que la lumière ?
3.
Quelles sont les couleurs qui composent la lumière blanche ?
MATÉRIEL
•
•
•
•
Une boîte à rayons
Un prisme triangulaire transparent
Une feuille de papier blanc
Trouvez le reste!
MANIPULATIONS
1.
Placer la boîte à rayons à plat sur une table et l’allumer.
2.
Positionner le prisme de façon que le rayon lumineux effleure l’un des sommets du triangle plutôt
que de frapper un côté perpendiculairement.
3.
Lorsque des couleurs commencent à apparaître, placer la feuille de papier à la verticale à environ
30 à 50 cm du prisme.
4.
Noter les couleurs obtenues, en respectant l’ordre dans lequel elles apparaissent.
RÉSULTATS:
Reproduisez ce que vous avez observé sur une feuille blanche, encadré avec un titre au-dessus.
ANALYSE ET CONCLUSION:
Une analyse qui explique ce qui a été observé et une conclusion (en rapport avec le but...).
RBreton - SCT
1
PARTIE 2: ON FORME DES IMAGES AVEC UN MIROIR PLAN
BUT DU LABORATOIRE
Déterminer comment les caractéristiques des images obtenues à l’aide d’un miroir plan varient en fonction
de la position de l’objet.
HYPOTHÈSE
À vous de la formuler!
MATÉRIEL
•
Une feuille de papier
•
Un support à miroir
•
Un miroir plan
•
Une boîte à rayons avec un peigne à une fente
•
Un rapporteur d’angles
MANIPULATIONS
1.
Tracer une ligne divisant la feuille de papier en deux moitiés égales.
2.
Fixer le miroir au support à miroir.
3.
Placer le miroir le long de la ligne tracée sur la feuille de papier.
4.
Placer la source de lumière de façon que la lumière frappe le miroir avec un angle autre que 90o.
5.
Tracer les rayons lumineux sur la feuille.
6.
Indiquer sur la feuille la position de la source de lumière.
7.
Indiquer sur la feuille la position estimée de l’image de la source de lumière.
8.
Déplacer la source de lumière de façon à former un angle différent.
9.
Répéter les étapes 5 à 7.
10.
Déplacer à nouveau la source de lumière.
11.
Répéter à nouveau les étapes 5 à 7.
12.
Retirer le miroir. Tracer sur la feuille la ou les normales du miroir.
13.
Mesurer les angles de réflexion et les angles d’incidence des trois essais.
14.
Mesurer les distances entre la source de lumière et le miroir pour les trois essais.
15.
Mesurer les distances entre l’image de la source de lumière et le miroir pour les trois essais.
16.
Observer et noter les caractéristiques des images obtenues.
RBreton - SCT
2
RÉSULTATS
Notez vos résultats dans le tableau suivant:
Essai 1
Essai 2
Essai 3
Angle d’incidence
Angle de réflexion
Distance entre l’objet et le miroir
(cm)
Distance entre l’image et le miroir
(cm)
Position de
l’image ?
Type d’images
(réelle ou
virtuelle) ?
Taille de l’image
par rapport à
Caractéristiques
l’objet ?
de l’image
Sens de l’image
(droite, inversée
horizontalement
ou renversée
verticalement) ?
ANALYSE DES RÉSULTATS
Afin de vous aider dans votre analyse, utilisez le questionnement qui suit:
Pour chacun des essais, quel est le rapport entre l’angle d’incidence et l’angle de réflexion ? Quel est le
rapport entre la position de l’objet par rapport au miroir et la position de l’image par rapport au miroir ?
Quelle est la différence entre un rayon incident et un rayon réfléchi ? Décrivez les caractéristiques des
images obtenues à l’aide d’un miroir plan. Comment se nomment les rayons qui parviennent jusqu’à
l’observateur et lui permettent de voir l’image dans le miroir ?
CONCLUSION
Vous pouvez utiliser et compléter les phrases suivantes :
Avec un miroir plan, l’angle __________________ est toujours égal à _________________________ .
L’image obtenue à l’aide d’un miroir plan est _______________________________ de la même
____________________ que l’objet et à la même _______________________ du miroir que l’objet.
RBreton - SCT
3
PARTIE 3: ON LOCALISE LE FOYER DE LA LENTILLE
BUT DU LABORATOIRE
Utiliser une technique permettant de localiser le foyer d’une lentille convergente.
HYPOTHÈSE
À vous de la formuler!
MATÉRIEL
•
2 lentilles convergentes
•
Un banc d’optique
•
Une boîte à rayons
•
Un écran (carton blanc)
•
Un mètre
MANIPULATIONS
1.
Fixer une lentille vers l’une des extrémités du banc d’optique.
2.
Placer la boîte à rayons à plus de 1 m de la lentille.
3.
Derrière la lentille, déplacer l’écran jusqu’à ce qu’il se forme un point lumineux.
4.
Mesurer la distance entre le centre de la lentille et l’écran. Noter le résultat.
5.
Répéter les étapes 1 à 4 avec les autres lentilles, s’il y a lieu.
RÉSULTATS
Notez vos résultats dans le tableau suivant.
Titre :
Lentille
Localisation du foyer
ANALYSE
Afin de vous aider dans votre analyse, utilisez le questionnement qui suit:
Les foyers de chaque lentille sont-ils tous à la même distance ? Expliquez! À quoi correspond le foyer d’une
lentille convergente ?
CONCLUSION
À vous de la formuler à l’aide du but et de vos résultats.
RBreton - SCT
4
PARTIE 4: ON FORME DES IMAGES À L’AIDE D’UNE LENTILLE CONVERGENTE
BUT DU LABORATOIRE
Déterminer comment les caractéristiques des images obtenues à l’aide d’une lentille convergente varient
en fonction de la position de l’objet.
HYPOTHÈSE
À vous de la formuler!
MATÉRIEL
•
Une lentille convergente
•
Un banc d’optique
•
Un écran (carton blanc)
•
Une boîte à rayons
•
Une bougie
•
Un mètre
MANIPULATIONS
1.
Fixer la lentille au centre du banc d’optique.
2.
Placer l’écran de l’autre côté de la lentille.
3.
Déterminer l’emplacement du foyer principal (F) de la lentille.
4.
Mesurer et noter la hauteur de la bougie sur socle.
5.
Placer la bougie à une distance supérieur à 2F.
6.
Mesurer et noter la distance entre l’objet (la bougie) et la lentille.
7.
Déplacer l’écran jusqu’à ce que l’image soit nette.
8.
Observer et noter les caractéristiques de l’image.
9.
Répéter les étapes 5 à 8, mais comme suit :
a) à 2F;
c) à F;
b) entre 2F et F;
d) entre F et la lentille.
RBreton - SCT
5
RÉSULTATS
Notez vos résultats dans le tableau de la page suivante.
Notez aussi la taille de l’objet (cm) (soit la taille de la flamme).
Position
de l’objet
Caractéristiques de l’image
Distance
Distance
Sens
entre
entre
(droite,
inversée
l’objet et
Type
Taille
l’image et
horizontalement,
la lentille
(cm)
(réelle ou virtuelle) la lentille
renversée
(cm)
(cm)
verticalement)
Plus de 2F
2F
Entre 2F et F
F
Entre F et la lentille
ANALYSE DES RÉSULTATS
Afin de vous aider dans votre analyse, utilisez le questionnement qui suit:
Avec des lentilles, qu’est-ce qui vous permet de distinguer une image réelle d’une image virtuelle ? Quand
l’objet se rapproche du foyer de la lentille, comment la taille de l’image varie-t-elle ? Dans quel(s) cas n’y at-il pas d’image formée ? Dans quel(s) cas l’image est-elle réelle ? Dans quel(s) cas l’image est-elle
virtuelle ? L’image est-elle toujours orientée dans le même sens ? Expliquez votre réponse.
CONCLUSION
Vous pouvez utiliser et compléter les phrases suivantes :
Avec une lentille convergente, lorsque l’objet est situé plus loin que le foyer de la lentille, l’image obtenue
est _______________________________________ . Avec une lentille convergente, lorsque l’objet est
placé ________________________________ il n’y a pas d’image. Avec une lentille convergente, lorsque
l’objet est placé entre le foyer et la lentille, l’image obtenue est _________________,
plus _________________, __________________ côté de la lentille et dans le même
________________ .
Expliquez comment votre hypothèse est confirmée ou infirmée!
RBreton - SCT
6
PARTIE 5: ON FORME DES IMAGES À L’AIDE D’UNE LENTILLE DIVERGENTE
BUT DU LABORATOIRE
Déterminer comment les caractéristiques des images obtenues à l’aide d’une lentille divergente varient en
fonction de la position de l’objet.
HYPOTHÈSE
À vous de la formuler!
MATÉRIEL
•
Tout comme la partie 4! Complétez et ajoutez: une lentille divergente
MANIPULATIONS
1.
Fixer la lentille au centre du banc d’optique.
2.
Placer l’écran de l’autre côté de la lentille.
3.
Mesurer et noter la hauteur de la bougie sur socle.
4.
Placer la bougie sur socle à une certaine distance par rapport à la lentille. Cette bougie servira à la
fois de source lumineuse et d’objet.
5.
Noter la position de la source lumineuse (bougie) par rapport à la lentille.
6.
Déplacer l’écran jusqu’à ce que l’image soit nette.
7.
Noter les caractéristiques de l’image.
8.
Répéter les étapes 4 à 7 en variant la position de la source lumineuse.
RÉSULTATS
Notez vos résultats dans un tableau de même type que la partie précédente.
Notez aussi la taille de l’objet (cm) (soit la taille de la flamme).
ANALYSE DES RÉSULTATS
Afin de vous aider dans votre analyse, utilisez le questionnement qui suit:
Quand on rapproche l’objet de la lentille, comment la taille de l’image varie-t-elle ? Le type d’images variet-il ? Le sens de l’image varie-t-il ?
CONCLUSION
Vous pouvez utiliser et compléter les phrases suivantes :
Avec une lentille divergente, l’image est _____________ dans le même ___________ et plus
___________ que l’objet. Le type et le sens de l’image ____________ de la ______________ de
l’objet par rapport à la lentille divergente. Expliquez comment votre hypothèse est confirmée ou infirmée!
RBreton - SCT
7