HS 4 : la loupe

SL 4
1 BAC PROFESSIONNELLE
COMMENT VOIR CE QUI EST FAIBLEMENT VISIBLE A L’ŒIL NU ?
COMMENT VOIR DES PETITS OBJETS ?
I La loupe
Une loupe est un instrument utilisant les propriétés des lentilles convergentes. Un loupe fait converger des rayons
lumineux parallèles en un point appelé foyer principal image et noté F’.
Le foyer principal objet (noté F) est le point symétrique de F’ par rapport à O (centre optique).
On appelle distance focale la distance OF'. La distance focale est notée f.
L’inverse de la distance focale est appelée vergence (notée C) et se mesure en dioptrie (δ).
II Utilisation d’une loupe
On utilise une loupe afin d’obtenir une image agrandie d’un objet. Pour cela on doit placer l’objet entre le foyer
principal objet et la lentille. L’image A’B’ obtenue de l’objet AB est une image virtuelle
III Grossissement
Le grossissement d’un instrument
est le rapport : G = Error!
Si l’image est à l’infini,
le grossissement est : G = Error! ou Error!
Exercice 1
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Une loupe est utilisée pour des contrôles de précision en laboratoire photo. Cette loupe est une lentille convergente L
de centre optique O et de vergence 25 dioptries.
1. a) Calculer la distance focale f ’ de cette lentille.
b) Placer les foyers F et F’ sur la
figure suivante (échelle 1).
2. Un objet AB de hauteur h = 1,5 cm est situé à 2 cm
devant la lentille L.
a) Construire sur le schéma précédent l’image A’B’
de l’objet AB donné par la lentille L.
b) On remarque que l’image est située dans le plan
focal objet.
Justifier ce constat par le calcul.
Exercice 2
Un écrivain porte des lunettes afin d'améliorer sa vision de près. Chaque verre de lunette est une lentille convergente
de vergence 2,5 dioptries. Une telle lentille, de centre optique O, est représentée ci-après.
1. Montrer que la distance focale f 'de la lentille est égale à 40 cm.
2. a) Placer le foyer objet F et le foyer image F' de la lentille.
b) Construire l'image A'B' de l'objet AB de hauteur 1 cm placé à 25 cm devant la lentille.
3. Par lecture graphique
a) Déterminer la hauteur de l'image obtenue.
b) Indiquer la nature de cette image.
c) Déterminer à quelle distance de la lentille se forme l'image.
d) Justifier que la lentille joue le rôle d'une loupe.
4. Calculer, en centimètre, la mesure algébrique OA' à l'aide de la formule de conjugaison.
Arrondir le résultat à l'unité.
5. Calculer la hauteur de l'image. Arrondir le résultat au millimètre.
Exercice 3
Pour affiner les détails de leur plan, des élèves disposent, sur leur table de dessin, d’une loupe éclairante de
vergence 5 dioptries. La notice technique de cette loupe comporte les indications suivantes :
- Distance de travail : 110 mm ;
- Grandissement : ×2,25.
La distance de travail est la distance entre l’objet et la loupe. Dans cet exercice, on assimile la loupe à une lentille
convergente.
1. Calculer la hauteur d’un objet observé à travers la loupe si son image a pour hauteur 0,5 cm.
Arrondir le résultat au dixième de millimètre.
2. Calculer la distance focale f de cette loupe. Exprimer le résultat en centimètres.
3. La loupe de centre optique O, est schématisée ci-après.
a) Placer les foyers principaux objet F et image F’.
b) Placer l’objet AB de hauteur 2 mm.
c) Construire l’image A’B’ de l’objet AB.
4. Indiquer si l’image est réelle ou virtuelle. Justifier la réponse.
5) Déterminer par une lecture graphique, la position et la hauteur de l’image A’B’.
6) a) En utilisant la formule de conjugaison, calculer la position de l’image.
b) En utilisant la formule de grandissement, calculer la hauteur de l’image
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