MODELISATION D`UN MICROSCOPE

12/10/2011
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TP de physique (TS spécialité) : MODELISATION D’UN
MICROSCOPE
I ) MISE AU POINT ET OBSERVATION DE L’IMAGE D’UN OBJET
a.
b.
c.
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).
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).
Modélisation de l’œil de l’observateur : Placer au delà de L2 une lentille L3 de vergence C3 = 5  et à
la distancef’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.
d = 60 cm
L1
F
F'
1
L3
L2
F2
1
O
E
F'2
F'3
O2
1

rétine
cristallin
La figure n'est pas à l'échelle
œil
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.
b.
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.
Pour l’observateur quel est l’intérêt de la position de l’image A2B2 ?
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III ) GRANDISSEMENT DE L’OBJECTIF ET GROSSISSEMENT DU
« MICROSCOPE »
a.
b.
Rechercher l’image intermédiaire A1B1 donnée par l’objectif L1 en déplaçant un écran entre L1 et L2.
Mesurer le grandissement 1 de l’objectif. Mesurer la distance O2A1. Comparer chacun de ces résultats
avec les valeurs théoriques attendues.
On peut montrer que le grossissement standard d’un microscope en fonction de ces caractéristiques
s’exprime par la relation
G  . Mesurer le grossissement du microscope modélisé et comparer la
4f1'.f2'
valeur obtenue avec la valeur théorique.