examen itinéraire 4 - Bienvenue sur le wiki des cours PHY504 et

Noms : _______________________________
groupe : _____
date : ___________
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Définition du problème
1.
Introduction du sujet
Lors d’une récente activité, nous nous sommes familiarisés avec le vocabulaire et le comportement de
la lumière dans les miroirs courbes. De plus, nous savons maintenant quelles sont les caractéristiques
des images formées par les miroirs plans. Par contre, il nous reste à vérifier de quelle nature, de quelle
grandeur, dans quel sens et où se trouve l’image crée par un miroir concave. Aussi, il serait intéressant
de noter si ces caractéristiques changent selon la position de l’objet dont on observe l’image. En
somme, la question à laquelle nous tenterons de répondre dans ce laboratoire est la suivante : quelles
sont les caractéristiques de l’image formée par un miroir sphérique concave selon les différentes
positions qu’occupe l’objet?
2.
But de l’expérience
__Déterminer quelles sont les caractéristiques de l’image formée par un
miroir sphérique concave selon les différentes positions qu’occupe l’objet.
_________________________________________________________________________________
3.
Formulation de l’hypothèse
Nous croyons que lorsque l’objet sera situé au-delà du centre de
courbure (C) l’image sera virtuelle, inversée, rapetissée et située entre le
foyer (F) et C. Lorsque cet objet sera à C, l’image sera encore réelle,
inversée, mais elle apparaîtra de la même grandeur et sera située à C.
Ensuite, en approchant l’objet entre C et F, on aura une image toujours
réelle, et inversée, mais agrandie et au-delà de C. Au foyer, il n’y aura pas
d’image et finalement entre le foyer et le sommet du miroir l’image sera
virtuelle, droite, agrandie et située de l’autre côté du miroir. C’est ce que
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de l’Érablière
Enseignant :Stéphane Bondu
OPT C2 Labo 2 Miroir concave
nous croyons car cela respecterait le comportement des rayons principaux
étudiés en classe. __________________________________________
Collecte et traitement des données
4.
Choix des variables
Variable(s) indépendante(s) : _ Position de l’objet___________________________________
Variable(s) dépendante(s) : _ Nature, sens, grandeur et position de l’image_______
5.
Choix du matériel
- Banc d’optique_________________________________________________________________
- Miroir concave_________________________________________________________________
- Lampe-objet avec bloc d’alimentation_______________________________
- Lampe éloignée_________________________________________________________________
- Écran (carton blanc)___________________________________________________________
6.
Choix des manipulations
Pour localiser le foyer d’un miroir concave :
1) Aligner le banc d’optique sur la lampe éloignée.____________________
2) Placer le miroir en face de la lampe le plus loin possible._____________
3) Localiser le foyer à l’aide de l’écran de façon à obtenir un point lumineux
le plus petit possible.____________________________________
4) Noter l’emplacement du foyer et du centre de courbure (C=2lf).______
Pour déterminer les caractéristiques de l’image:
1) Placer la lampe-objet au-delà de C._____________________________
2) Brancher la lampe-objet sur le bloc d’alimentation et ajuster la tension à
6,0 V.________________________________________________
3) Noter les caractéristiques de l’image.__________________________
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4) Recommencer les étapes 1 et 3 en plaçant l’objet successivement à C,___
entre C et F, à F et entre F et S.____________________________
7.
Présentation des données
Caractéristiques de l’image formée par un miroir concave selon la position de l’objet
Position
Nature
Sens
Grandeur
Position
de l’objet
de l’image
de l’image
de l’image
de l’image
Point lumineux au foyer
Infini
Au-delà de C
réelle
inversée
rapetissée
entre C et F
Sur C
réelle
inversée
même
grandeur
àC
Entre C et F
réelle
inversée
agrandie
Au-delà de C
Pas d’image
Sur F
Entre F et S
virtuelle
droite
agrandie
autre côté du
miroir
Analyse et conclusion
8.
Analyse des données
Tous les résultats sont tels qu’on s’y attendait sauf peut-être qu’on
réussissait à avoir une image très agrandie plutôt que pas d’image lorsqu’on
plaçait l’objet au foyer. Évidemment le foyer étant un point, l’objet ne peut
pas s’y trouver vraiment, il ne peut qu`être vis-à-vis du foyer. Cela peut
expliquer pourquoi la théorie ne coïncide pas l’expérience dans ce cas. Pour
le reste, tout indique que nos résultats sont valables.
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Tel qu’attendu, l’image est réelle et inversée pour toutes les positions
l’objet au-delà du foyer. Elle n’est virtuelle et droite que lorsque l’objet est
entre le foyer et le miroir, elle est alors agrandie et de l’autre côté du
miroir. C’est donc dans cette position qu’on utilise un miroir concave pour se
regarder. La seule façon d’obtenir une image rapetissée de l’objet est de le
placer au-delà du centre de courbure. Enfin l’image et l’objet sont de même
grandeur lorsque l’objet (et l’image) se trouvent au centre de courbure. À
partir du centre de courbure, si on approche l’objet, l’image s’éloigne et
s’agrandie et vice versa.
Étant donné que les données recueillies sont qualitatives, l’expérience ne
requiert pas une grande précision. Cependant, il est facile de voir qu’en
localisant le foyer, nous n’avons pas utilisé une source lumineuse située à
l’infini. C’est pourquoi la mesure de la longueur focale n’est pas aussi fiable
qu’elle pourrait l’être. Il serait intéressant de d’éloigner la source pour
constater si cela aurait un effet notable sur la mesure de la longueur focale.
9.
Conclusion
Puisque nos résultats sont comme on les attendait, on peut affirmer que
notre hypothèse est valable et que les rayons principaux utilisés en classe
décrivent bien ce qui se passe dans la réalité.______________________
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