12/10/2011
TP de physique (TS spécialité) : MODELISATION D’UN
MICROSCOPE
I ) MISE AU POINT ET OBSERVATION DE L’IMAGE D’UN OBJET
a. Modélisation du système optique du microscope : Placer une lentille L1 très convergente de vergence
C1 = + 20 et une lentille L2 moins convergente de vergence C2 = + 3,33 à une distance de 60 cm
l’une de l’autre. Accoler devant L1 un diaphragme de diamètre voisin de 1 cm. L1 joue le rôle de
l’objectif et L2 celui de l’oculaire. Ces deux lentilles restent fixes. On appelle « intervalle optique » et
on note , la distance F’1F2 constante pendant toute la manipulation (voir figure ci-dessous).
b. Modélisation de l’objet à observer : Placer l’objet AB, qui est constitué d’un papier millimétrique
transparent et éclairé par une source lumineuse, très près en avant du foyer principal objet F1 de L1
(voir figure ci-dessous).
c. Modélisation de l’œil de l’observateur : Placer au delà de L2 une lentille L3 de vergence C3 = 5 et à
la distancef’3 (20 cm ), placer un écran E ( la distance entre L2 et L3 est quelconque ). L3 modélise le
cristallin de l’œil et l’écran E la rétine.
O
FF'
O
FF'
LL
F'
LE
cristallin rétine
œil
1 1
1
1
2
223
3
2
La figure n'est pas à l'échelle
d = 60 cm
d. Déplacer l’objet par rapport à l’ensemble ( L1 ; L2 ), jusqu’à observer une image nette agrandie sur l’écran E.
Quel est l’ordre de grandeur de la latitude de mise au point ? En déduire l’intérêt de la vis micrométrique d’un
microscope réel. Le réglage précédent étant effectué, reculer l’ensemble (L3 ; E ) tout en maintenant la distance
de 25 cm entre L3 et E.
- L’image est-elle toujours nette ? Pourquoi ?
- L’image est-elle toujours aussi lumineuse ? Le champ d’observation est-il toujours le même ?
-
II ) CONSTRUCTION A L’ECHELLE
On prendra AB = 5mm et O1A = - 6,0 cm.
Les échelles seront les suivantes :
- axe horizontal : échelle 1/5 ;
- axe vertical : échelle 1.
a. Construire l’image A1B1 de AB à travers L1 puis l’image A2B2 de A1B1 à travers L2. Vérifier votre
construction par le calcul (utilisation des formules de Descartes et des formules de grandissement) et
indiquer les caractéristiques ( position, taille ) des images A1B1 et A2B2 obtenues.
b. Pour l’observateur quel est l’intérêt de la position de l’image A2B2 ?