TP O1 ETUDE DE LENTILLES CONVERGENTES APPLICATIONS

TP O1
ETUDE DE LENTILLES CONVERGENTES
APPLICATIONS
Objectifs :
 Mettre en évidence les propriétés d’une lentille convergente
 Montrer la validité des relations de conjugaison et de grandissement
 Appliquer ce modèle pour décrire le fonctionnement de l’œil et de l’appareil
photographique
I. MODELISATION D’UNE LENTILLE Ŕ FORMATION DE L’IMAGE
1. Foyers d’une lentille
a. Définitions
Le foyer image F’ d’une lentille est le point de l’axe de la lentille où convergent des rayons provenant de l’infini
En optique, on appelle infini toute distance très supérieure aux dimensions de la lentille. Les rayons provenant d’un objet
situé à l’infini sont parallèles entre eux. On peut donc considérer que l’image d’un objet situé à l’infini se situe au niveau du
foyer image de la lentille.
La distance focale f’ d’une lentille est la distance entre le centre optique O de la lentille et son foyer image F’
b. Manipulations
1) A l’aide du matériel à votre disposition, proposer une manipulation permettant de déterminer la position du foyer image
F’ de la lentille (faire un schéma)
2) Déterminer la distance focale f’ de la lentille : f’ =
3) Retourner la lentille. Que remarque-t-on ? Conclure
2. Nature de l’image
a. Définitions ;
On dit qu’une image est réelle lorsqu’on peut la former sur un écran. Elle est alors située après la lentille selon le trajet de la
lumière. Dans le cas contraire, on dit qu’elle est virtuelle : on peut l’observer à travers la lentille, mais on ne peut pas la
former sur un écran
Lorsque l’image est dans le même sens que l’objet, on dit qu’elle est droite, sinon, qu’elle est renversée
Si l’image est plus grande que l’objet, on dit qu’elle est agrandie, sinon qu’elle est rétrécie
b. Manipulations
1) Relever les positions (intervalles) correspondant à la nature des images du tableau
Nature de l’image
Intervalle
Nature de l’image
Intervalle
Réelle
Renversée
Virtuelle
Agrandie
droite
Rétrécie
2) Une lentille peut-elle former une image droite et réelle ?
3. Détermination de la position et de la taille de l’image
1) Pour les positions A suivantes de l’objet compléter le tableau suivant
OA (m)
OA’ (m)
A’B’ (m)
1
OA
(m-1)
1
OA’
(m-1)
Grandissement
 = A’B’
AB
OA’
OA
-0,30
-0,25
-0,20
-0,15
2) A l’aide de Latis pro, tracer la courbe 1
OA’
= f( 1
OA
). Chercher le modèle correspondant à cette courbe et écrire
l’équation de celle ci
3) Comparer l’ordonnée à l’origine avec la distance focale f’ de la lentille. En déduire l’expression de la relation de
conjugaison

4) Comparer le grandissement de la lentille et le rapport OA’
OA
. En déduire la relation du grandissement
II. APPLICATIONS : L’ŒIL ET L’APPAREIL PHOTO
1. L’œil
a) Fonctions
En utilisant le logiciel L_OEIL, chercher ce qui remplit les principales fonctions de l’œil :
 Régulation de la lumière entrant dans l’œil :
 Netteté de l’image :
 Lieu où se forme l’image :
b) Modélisation de l’œil
1) Parmi le matériel à votre disposition, par quoi peut-on modéliser les composants de l’œil cités précédemment ?
2) Faire alors un schéma simplifié de l’œil
3) Quelle critique peut-on apporter à cette modélisation ?
2. L’appareil photo
a) Fonctions
Un appareil photo doit former une image rétrécie d’un objet lointain. Le réglage de l’objectif (focus) permet de former une
image nette sur la pellicule ou le capteur CCD (Charge Coupled Device) et le capteur CMOS (Complementary Metal Oxyde
Semi-conductor) pour les appareils numériques. Le plus souvent, il contient un diaphragme permettant de doser la quantité
de lumière qui entre, ainsi que la profondeur de champ
Compléter en indiquant ce qui remplit les fonctions suivantes :
 Régulation de la lumière entrant :
 Netteté de l’image :
 Lieu où se forme l’image :
b. Modélisation de l’appareil
1) Parmi le matériel à votre disposition, par quoi peut-on modéliser les composants de l’appareil photo cités
précédemment ?
2) Faire alors un schéma simplifié de l’appareil photo
3) Quelle est la principale différence de fonctionnement entre l’œil et l’appareil photo ?
III. BILAN DES COMPETENCES
En vous aidant du tableau de compétences donné, dresser la liste des compétences évaluées (E) et validées (V) lors de ce TP