Applications : les lentilles convergentes
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Applications : les lentilles convergentes Exercice 1 : On donne la nature d’un objet, sa distance à une lentille convergente, la distance focale de cette lentille et la hauteur de l’objet. Dans chaque cas, on demande de calculer les caractéristiques de l’image (position, nature, orientation et grandissement). Distance lentille-objet 25 54 20 (cm) Distance focale(cm) 10 18 15 Taille de l’objet AB 3 5 1 (cm) …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… Exercice 2 : a) Calculer la vergence en dioptrie (δ) d’une lentille convergente de distance focale 20cm. .………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… b) Calculer la distance focale en mètre (m), puis en centimètre (cm) d’une lentille de vergence égale à 20 dioptries (δ). .………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… c) Les résultats d’une manipulation donnent, pour un objet situé à une distance OA = 6 cm de la lentille, une image à une distance OA’ = 24 cm de la lentille. - Calculer le grandissement Υ de la lentille .………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… 1 …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… - Ecrire la formule de conjugaison .………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… - En utilisant cette formule de conjugaison, calculer, en cm, la focale de la lentille. .………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… Vérifier les résultats obtenus en réalisant une construction à l’échelle de la situation pour un objet AB = 1,2 cm. .………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… - Exercice 3 : Un objet AB, de hauteur 2 cm, est placé à 60 cm d’une lentille convergente L, de vergence C = 5 δ. 1) Calculer la distance focale de la lentille …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… 2) Faire la construction géométrique (à l’échelle horizontale 1/20ème) de l’image A’B’ de AB donnée par L. Préciser ses caractéristiques. .………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… 3) Déterminer par le calcul, la position et la grandeur de l’image. …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… 2 Exercice 4 : Un objet lumineux AB, de hauteur h = 2 cm, est placé perpendiculairement à l’axe principal d’une lentille mince L de 5 cm de distance focale et de centre optique O. 1) La distance OA est égale à 25 cm. Déterminer par une construction géométrique (échelle horizontale 1/5) et par le calcul, la position et la grandeur de l’image A’B’ reçue sur un écran. .………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… 2) On veut utiliser la lentille L comme objectif d’un projecteur de diapositives. L’écran est à la distance D= 2m de la lentille. a- Quelle doit être la position de la diapositive pour que son image soit nette sur l’écran ? .………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… b- La diapositive a pour dimension 24mm × 36 mm. Calculer les dimensions de son image. .………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… Exercice 5 : Quelle doit être la distance focale d’une lentille convergente qui, placée à 20 cm d’un objet réel, en donne sur un écran une image agrandie 6 fois ? .………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… .………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… 3
