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04/10/10 P02_Etude_microscope.doc 1/3
PHYSIQUE ETUDE DU MICROSCOPE Chap.2
I. Description
• Représentation du microscope p 32 doc. 10. Voir l’animation de G. Tulloue :
http://www.sciences.univ-nantes.fr/physique/perso/gtulloue/optiqueGeo/instruments/microscope.html
• On a 3 parties :
Le condenseur permet d’éclairer l’objet observé (formé d’un miroir concave). Il ne sera pas
représenté.
L’objectif est un système convergent de très courte distance focale (de l’ordre du mm) formé de
plusieurs lentilles.
L’oculaire est un système convergent formé de plusieurs lentilles qui joue le rôle d’une loupe. Sa
distance focale est de l’ordre du cm.
• Pour faire la mise au point, on déplace l’ensemble par rapport à l’objet étudié.
• Nous allons étudier un modèle simple à 2 lentilles minces convergentes.
II. Modélisation d’un modèle simple du microscope
A. Modélisation de l’objectif du microscope
• Données : L
1
est une lentille de vergence C
1
= +10 δ (association de 2 lentilles : une +8δ et une +2δ).
L’objet AB de petite dimension ici 1 cm est placé à 15 cm en avant de la lentille L
1
1) Faire un schéma avec comme échelles : abscisse 1 cm pour 10 cm ; ordonnée 1 cm pour à 0,5 cm
2) Déterminer graphiquement la position de l’image A’B’ donnée par la lentille L
1
.
3) Quel est le modèle utilisé pour représenter l’objectif d’un microscope ? Compte tenu du sens de
propagation de la lumière, l’objet AB est-il réel ou virtuel pour la lentille L
1
?
4) L’image A’B’ donnée par la lentille L
1
est-elle réelle ou virtuelle ?
5) Déterminer par le calcul la position de l’image A’B’ de l’objet AB. Le résultat est-il en accord avec la
construction graphique. L’image A’B’ est-elle droite ou renversée par rapport à l’objet AB ?
6) Déterminer par le calcul la taille de cette image. Le résultat correspond-il à la solution graphique ?
Rappels : formules de conjugaison
− =
;
1
1
A'B'
γ = =
Dans le microscope, l’objet est très proche du foyer objet de l’objectif
B. Modélisation de l’oculaire du microscope
• Données : la lentille L
2
est une lentille de vergence C
2
= +3δ
A’B’ mesure 2 cm de hauteur et est placé à 33 cm en avant de la lentille L
2
1) Déterminer graphiquement sur le même schéma que précédemment, l’image A"B" de l’objet A’B’
donnée par la lentille L
2
de centre optique O
2
2) Quel est le modèle utilisé pour représenter l’oculaire ?
3) Quel est le nom particulier du plan où se trouve A’B’ ?
4) L’image A"B" de A’B’ donnée par l’oculaire est-elle réelle ou virtuelle ? A-t-elle une position bien
déterminée ? Est-elle droite ou renversée par rapport à A’B’ ?
C. Modélisation du microscope
• On obtient le modèle d’un microscope en associant judicieusement les 2 lentilles précédentes
Pour voir l’image définitive A"B", l’œil doit-il accommoder, pourquoi ?
• Attention : A’B’ est une image pour la lentille L
1
mais A’B’ joue le rôle d’un objet pour la lentille L
2
D. Connaissances
L’objectif et l’oculaire forment un système optique qui donne d’un très petit objet réel, une image
virtuelle plus grande que l’objet et renversée par rapport à l’objet.
Pour pouvoir être observée sans accommodation par un œil normal, cette image doit être rejetée à
l’infini.
L’intervalle optique d’un microscope est la distance ∆ = F’
1
F
2
maintenue fixe. Dans un microscope
réel, elle vaut normalement 18 cm.
L’objectif est proche de l’objet, d’où son nom il est équivalent à une lentille convergente de très faible
distance focale
L’oculaire est proche de l’œil, d’où son nom il est équivalent à une lentille convergente de faible
distance focale, il joue le rôle de loupe.