AE n°1

AE n°1 : Caractéristiques d’une image et mise au point
Connaissances et compétences :
-
Décrire le modèle de l’œil réduit et le mettre en correspondance avec l’œil réel.
Utiliser les relations de conjugaison et de grandissement d’une lentille mince convergente.
Modéliser l’accommodation du cristallin.
Comparer les fonctionnements optiques de l’œil et de l’appareil photographique.
Matériel :
-
-
Maquette de l’œil
Boîte noire
1 diaphragme
1 support pour lentilles, 2 lentilles convergentes de distances focales différentes
1 banc optique
1 lampe
1 écran avec support
1 ordinateur portable
I. L’œil et l’appareil photographique
Lorsque l’on observe un objet, l’œil en forme une image. De même, l’appareil
photographique forme des images et permet de les conserver.
Quels sont les points communs entre le fonctionnement de ces deux instruments
d’optique ?
1) Comment obtenir une image nette d’un objet proche :
- avec la maquette de l’œil ?
- avec la maquette de l’appareil photographique ?
Appeler le professeur.
2) Proposer un schéma du modèle de l’appareil photographique.
3) A l’aide d’un tableau, mettre en correspondance les éléments de l’œil réel avec ceux de
l’œil réduit et de l’appareil photographique (préciser leur fonction).
Appeler le professeur.
II. Quelles relations pour une lentille convergente ?
Une lentille permet d’obtenir l’image d’un objet. On peut observer les positions de l’objet et
de l’image par rapport à la lentille, ainsi que leurs caractéristiques pour comprendre
comment modéliser le comportement d’une lentille convergente.
Quelles relations permettent de prévoir la position, la taille et le sens de l’image d’un objet
donnée par une lentille ?


Aligner sur le banc optique la lampe (devant le banc optique), la lentille convergente et
l’écran.
Déplacer la lentille convergente de distance focale f’ afin d’obtenir l’image nette de
l’objet lumineux AB sur l’écran.
Appeler le professeur.
On souhaite déterminer une relation entre les mesures algébriques suivantes :
- d’une part, ̅̅̅̅
𝑂𝐴 et ̅̅̅̅̅
𝑂𝐴′ caractérisant respectivement la position de l’objet et celle de
l’image par rapport à la lentille ;
̅̅̅̅ et ̅̅̅̅̅̅
- d’autre part, 𝐴𝐵
𝐴′𝐵′ caractérisant respectivement la taille de l’objet et celle de
l’image.
Dans le tableur Regressi, définir les grandeurs expérimentales ̅̅̅̅
𝑂𝐴, ̅̅̅̅̅
𝑂𝐴′, ̅̅̅̅
𝐴𝐵 et ̅̅̅̅̅̅
𝐴′𝐵′ en
centimètres.
 Pour 6 positions différentes de l’objet, chercher la position de l’écran permettant
d’obtenir une image nette et compléter le tableau dans Regressi.
 Dans Regressi, définir les grandeurs calculées :
- invOA l’inverse de ̅̅̅̅
𝑂𝐴 ;
- invOAp l’inverse de ̅̅̅̅̅
𝑂𝐴′ ;

-  , le grandissement défini par le rapport
1
̅̅̅̅̅
𝑂𝐴′
- DiffInv la différence
- Rapp le rapport
̅̅̅̅̅
𝑂𝐴′
̅̅̅̅
𝑂𝐴
1
̅̅̅̅̅̅
𝐴′𝐵′
̅̅̅̅
𝐴𝐵
;
− ̅̅̅̅
;
𝑂𝐴
.
Appeler le professeur.
1) A partir du tableau obtenu, déterminer la relation, appelée « relation de
1
1
1
conjugaison », entre ̅̅̅̅̅
, 𝑂𝐴 et 𝑓′.
𝑂𝐴′ ̅̅̅̅
2) Comparer le grandissement 𝛾 =
Appeler le professeur.
̅̅̅̅̅̅
𝐴′𝐵′
̅̅̅̅
𝐴𝐵
et le rapport
̅̅̅̅̅̅
𝐴′𝐵′
.
̅̅̅̅
𝐴𝐵
Que constatez-vous ?
Conclusion

Compléter les phrases suivantes :
« La
profondeur
de
l’œil
restant
constante,
le
cristallin
diminue
sa
………………….………………. en se déformant pour que l’image de l’objet vu reste nette
sur la rétine : on parle d’…………………...
La mise au point d’un appareil peut se faire soit en réglant la distance entre l’…..………..
et le ………………, soit en modifiant la ………………….………………. de l’objectif. »

Ecrire les relations de conjugaison et de grandissement.