Activité expérimentale N°1 (P2) Démonstration de la relation de conjugaison de Descartes Dans cette activité, tu vas déterminer la relation de conjugaison des lentilles minces : ATTENTION : c’est une formule avec des grandeurs algébriques en m. 1 1 1 OA ' OA f ' a) Avant manipulation, mesure la taille de l’objet (lettre F) : AB = …………………… cm. b) Place la lentille V = +3f’ 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) A' B' (cm) (m-1) 1 OA (m-1) 1 OA' γ = A ' B' AB OA' OA c) Représente sur papier millimétré la courbe y = f(x) en posant y = 1 et x = 1 OA' (Echelle : 2 cm pour 1 m-1). 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 ) : ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… e) Détermine l’ordonnée à l’origine de cette droite. A quoi correspond-elle dans la relation de conjugaison de Descartes ? ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… f) Détermine le coefficient directeur de la droite (pente). A quoi correspond-il dans la relation de conjugaison de Descartes ? ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… g) Propose l’équation de droite : ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… h) Compare pour chaque mesure le grandissement A' B' OA' au rapport . Que peux-tu en conclure ?…………………… AB OA ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 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 : L’appareil photo (vue de côté) (1) objectif ; (2) lame semi réfléchissante ; (3) pellicule ou capteur CCD/CMOS ; (4) boîtier ; (5) diaphragme ; (6) lentille ; (7) prisme ; (8) viseur. 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. …………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 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 : ……………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 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 ».