Démonstration de la relation de conjugaison de Descartes

Activité expérimentale N°1 (P2)
Démonstration de la relation de conjugaison de Descartes
a) Avant manipulation, mesure la taille de l’objet (lettre F) :
AB
= …………………… cm.
b) Place la lentille V = +3 f’ sur la graduation 1 m = 100 cm et complète le tableau.
OA
(m)
- 0,50
- 0,65
- 0,80
- 0,90
- 1,05
- 1,10
'OA
(m)
''BA
(cm)
1 (m-1)
OA
1 (m-1)
'OA
γ =
'B'A
AB
OA
OA'
c) Représente sur papier millimétré la courbe y = f(x) en posant y = 1 et x = 1 (Echelle : 2 cm pour 1 m-1).
'OA
OA
d) Décris l’allure de la courbe, identifie la fonction y = f(x) et propose une équation de droite à partir du
graphique 1/
'OA
= f (1/
OA
) : ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
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e) Détermine l’ordonnée à l’origine de cette droite. A quoi correspond-elle dans la relation de conjugaison de
Descartes ? …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
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f) Détermine le coefficient directeur de la droite (pente). A quoi correspond-il dans la relation de conjugaison de
Descartes ? …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
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g) Propose l’équation de droite : ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
h) Compare pour chaque mesure le grandissement
AB
BA ''
au rapport
OA
OA'
. Que peux-tu en conclure ?……………………
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1 1 1'
OA' OA f
Dans cette activité, tu vas déterminer la relation de conjugaison des
lentilles minces :
ATTENTION : c’est une formule avec des grandeurs algébriques en m.

L’appareil photo (vue de côté)
Activité expérimentale N°2 (P2)
Fonctionnement comparé de l’œil et de l’appareil photographique
L’appareil photo, tout comme l’œil, est un système optique complexe qui comprend plusieurs éléments optiques.
1°) Modélisation :
Dans une approche simplifiée, on
modélise l’appareil photographique par
le même montage que l’œil (voir P1).
Complète le tableau :
L’appareil photo
L’œil
Lentille convergente
Diaphragme
Ecran
2°) La mise au point pour l’appareil photographique et l’accommodation pour l’œil :
Réalise le montage précédent, place un objet à
OA
= 50 cm devant la lentille (V = + 8 ) et place l’écran pour obtenir
son image. Rapproche alors l’ensemble lentille/écran (sans les bouger l’un par rapport à l’autre, donc
'OA
= Cste)
de telle sorte que l’objet soit maintenant à
OA
= 20 cm devant la lentille. Tu disposes d’autres lentilles.
a) L’image de l’objet sur l’écran est-elle toujours nette ? …………………………………………………………………………………………………………
b) Si la modélisation précédente correspond à celle d’un appareil photo, complète les affirmations par vrai ou faux :
- Dans un appareil photo, je peux modifier la position de la pellicule sur l’axe optique : ………………
- Dans un appareil photo, les lentilles de l’objectif peuvent se déplacer le long de l’axe optique : ……………
- Dans un appareil photo, la distance focale de la lentille convergente peut être modifiée : ……………
c) Avec tes réponses, réalise la mise au point, autrement dit rétablis une image nette de l’objet sur l’écran. Quel
élément as-tu modifié et dans quel sens ? Vérifie avec la formule de conjugaison. ……………………………………………………………
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d) Avec la simulation « mise au point », explique le réglage que tu fais pour passer d’une photo nette :
- au 1er plan à l’arrière plan : …………………………………………………………………………………………………………………………………….............
- à l’arrière plan au 1er plan :………………………………………………………………………………………………………………………………………………
e) Pour sentir l’accommodation de tes yeux, ferme les yeux quelques secondes puis ouvre les en regardant un objet
lointain. Refais l’expérience en plaçant un texte devant tes yeux à environ 30 cm. Explique ce que tu vois : ………………
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f) Replace-toi dans la situation de départ du 2°). Considère maintenant le modèle précédent comme étant celui de
l’œil et complète par vrai ou faux :
- Dans un œil, la rétine peut se mouvoir le long de l’axe optique : ……………
- Dans un œil, le cristallin peut se déplacer le long de l’axe optique : ……………
- Dans un œil, la distance focale du cristallin, donc la vergence peut être modifiée : ……………
g) Avec tes réponses, réalise l’accommodation, autrement dit rétablis une image nette de l’objet sur l’écran. Quel
élément as-tu modifié et dans quel sens ? Vérifie avec la formule de conjugaison et visualise l’animation « bougie ».
(1) objectif ; (2) lame semi réfléchissante ;
(3) pellicule ou capteur CCD/CMOS ;
(4) boîtier ; (5) diaphragme ; (6) lentille ;
(7) prisme ; (8) viseur.