PROBLEM 2 Lentilles et pas seulement de contact

April 14, 2011
PROBLEM 2
Lentilles et pas seulement de contact
Mis en forme : Français (Belgique)

General instructions
Vous avez quatre heures pour faire l’ensemble du travail
Portez toujours votre tablier de labo et vos lunettes de protection dans le
laboratoire.
Manger ou boire dans le laboratoire est interdit.
Les gants doivent être portés lorsqu’on manipule des produits chimiques.
N’utiliser que les crayons, Bic et calculatrice fournis.
Tous les papiers, y compris les feuilles de brouillon et de calculs doivent
être rendus à la fin de l’expérience.
Commencez par la mise en place et la réalisation des différentes
expériences avant de répondre aux questions théoriques.
Toutefois l’ordre dans lequel vous faites les expériences est indiffèrent.
Tous les résultats doivent figurer sur la feuille réponses.
Les calculs doivent être rendus avec la feuille réponses.
Seul le fascicule de réponses et les feuilles attachés seront notés.
Lorsque vous avez fini, laissez TOUT sur la table. Vous ne pouvez rien
emporter hors du laboratoire.
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Mis en forme : Français (Belgique)

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Introduction
Une des inventions Tchèque sont les lentilles souples de contact. Elles furent inventées par le
chimiste Tchèque Otto Wichterle et son assistant Drahoslav Lím,qui a aussi inventé le
premier hydrogel utilisé pour leur production. Ces lentilles de correction placées sur la
cornée de l’œil sont maintenant répandues dans le monde entier
A. Propriétés des différentes
lentilles.
Généralement,une lentille est un dispositif optique qui
influence la propagation de la lumière. Elle peut être
faite de différentes matières. Les lentilles les plus
courantes sont en verre , mais l’eau peut aussi faire
office de lentille (Nicolas Cage utilise une bouteille
d’eau en guise de loupe dans le film “National treasure”, voir la photo), ou l’hydrogel
comme mentionné plus haut.
A la base, il y a 2 sortes de lentilles selon la manière qu’elles influencent le rayon
lumineux : les lentilles convergentes et les lentilles divergentes. Voir Fig1
Figure 1 – Lenses
Attention, ne pas regarder directement dans le faisceau laser
TASK A.I: GROSSE LENTILLE D’EAU DE RAYON VARIABLE
Matériel : Erlenmeyer, 4 feuilles en carton, ciseaux, règle avec échelle, pointeur laser,
compas.
A.I.1.
Trace sur la feuille de réponse l’image que tu peux voir sur le carton quand la lumière
traverse l’erlenmeyer rempli d’eau jusqu’au bord. Place le carton juste derrière l’erlen.
Prépare un ensemble de 4 cartons avec un cercle au milieu de façon à pouvoir les placer sur
l’erlen, voir Fig 2.
Converging lens
Focus
Focal length f
Focus
Focal length f
Diverging lens
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Figure 2 – Préparation des cartons
Trace des droites qui divisent les cartons en 2 dans les 2 directions. Utilise le compas pour tracer un
cercle de rayon R à partir de l’intersection des 2 axes voir Fig 2.
Choisis 4 rayons différents pour pouvoir mesurer 4 lentilles différentes.
Il est recommandé de prendre des rayons entre 2,5 et 5,5 cm.
Découpe les cercles au milieu des cartons avec des ciseaux. L’axe le plus grand du carton sera l’axe
optique (axe o dans la Fig 2).Sur chaque carton, trace aussi 2 demi-droites parallèles à l’axe optique à
partir de l’ouverture. Les demi-droites seront placées de chaque côté de l’axe pas plus que 50% du
rayon (voir Fig 3).
Place le carton sur l’erlen et place le pointeur laser de telle façon qu’il prenne la direction de la demi-
droite tracée. Courbe le carton pour être capable de voir un rayon lumineux derrière l’erlen. Trouve le
point d’intersection du rayon lumineux avec l’axe optique (voir fig 3). Le rayon lumineux est aussi
diffracté dans le plan vertical en traversant l’erlen(voir Fig 4). C’est la raison pour laquelle tu dois
courber le carton pour trouver la position correcte du foyer. Trace les intersections des rayons avec
l’axe optique pour les 2 rayons parallèles préparés sur chaque carton et trace aussi la trajectoire des
rayons.AJOUTE TES CARTONS A LA FEUILLE DE REPONSE
Figure 3 – mesure de la distance focale
Focus
f
R o
Mis en forme : Français (Belgique)
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Figure 4 – la diffraction dans le plan vertical
A.I.1 Mesure les distances focales f1 – f4 pour les rayons R1 - R4 et recopie-les sur la
feuille de réponse..
Trace le graphe de f en fonction de R. sur le papier graphique.
Appelle ton graphe “GRAPH A1” et n’oublie pas de l’ajouter à ta feuille de réponse.
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Mis en forme : Français (Belgique)
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