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APPLICATION Sur le modèle de l'exercice résolu 42 Réaliser le schéma d'un montage optique Au cours d'une séance de TP, les élèves d'une classe de 2de doivent déterminer la distance focale f'd'une lentille mince convergente. Ils utilisent pour cela un objet lumineux de 4,0 cm de hauteur, la lentille de distance focale inconnue et un écran placé à 72,0 cm de l'objet. Pour une position particulière de la lentille, ils observent sur l'écran une image, renversée, 2 fois plus petite que l'objet.
1. Réaliser un schéma de la situation à l'échelle 1/5 horizontalement et 1/1 verticalement.
2. Déterminer graphiquement la position du centre optique 0 et des foyers Fet F' de la lentille mince convergente en traçant sur le schéma les rayons lumineux nécessaires.
3. En déduire la distance focale f' de la lentille et les valeurs OA et OA' des distances lentille-objet et lentille-image. ​

Sagot :

Réponse :

Explications :

Bonjour,

1. Réaliser un schéma de la situation à l'échelle 1/5 horizontalement et 1/1 verticalement.

voir pièce jointe

process :

vous tracez AB = 4 cm

vous tracez AA' = 72 / 5 = 14.4 cm

vous tracez A'B' inversé = 2 cm

2. Déterminer graphiquement la position du centre optique 0 et des foyers Fet F' de la lentille mince convergente en traçant sur le schéma les rayons lumineux nécessaires.

process :

on sait qu'un rayon qui passe par le centre O de la lentille n'est pas dévié.

donc vous tracez le segment bleu BB', il coupe le segment AA' en O

on sait qu'un rayon rouge B'C parallèle à AA' est dévié a partir de la lentille = point de manière a passer par le foyer F' appartenant a AA'.

on trouve le foyer objet F en faisant FO = OF'.

remarque : F s'obtient aussi par le tracé vert B'DB qui coupe AA'

3. En déduire la distance focale f' de la lentille et les valeurs OA et OA' des distances lentille-objet et lentille-image. ​

on mesure sur le tracé :

OF = OF' = 3.2 cm soit 3.2 * 5 = 16 cm réel

OA = 9.6 cm soit 9.6 * 5 = 48 cm réel

OA' = 4.8 cm soit 4.8 * 5 = 24 cm réel

Remarque on peut vérifiez par Thalès : AB / OA = A'B' / (72 - OA)

soit 4 * (72 - OA) = 2 * OA soit 288 = 6 * OA soit OA = 48

et donc OA' = 72 - 48 = 24 cm

Relations de conjugaison : OA' / OA = A'B' / AB

donc OA' / OA = 24 / 48 = 1/2 et A'B' / AB = 2 / 4 = 1/2 POK

et 1/24 - 1/(-48) = 1 / F' = 0.0625 soit F' = 1 / 0.0625 = 16cm

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