Lentilles:applications directes du cours et sujet bac D 2010*

Exercice 1 : utilisation d’une lentille convergente

 

On souhaite utiliser une lentille convergente de distance focale f ’=3,0cm  pour réaliser  trois types d’applications différentes. Un objet réel de hauteur 2 cm est placé devant la lentille à une distance différente suivant l’application. Utilisée dans les conditions de Gauss, la lentille est considérée comme mince. 

On demande dans chaque cas :

-de construire l’image.

-de déterminer la nature, la position, le grandissement, la taille de l’image en utilisant deux méthodes : graphique et analytique.

 

 

1-Principe d’un appareil photo :

L’objet est à 9cm devant la lentille.

Construction de l’image :

B’ est au sommet d’un faisceau réfracté convergent, l’image est réelle.

Méthode analytique :

 

L’image est donc inversée, plus petite que l’objet.

 

2-Principe du projecteur diapositives :

L’objet est placé à 4cm du centre optique.

Méthode analytique :

 

L’image est réelle, inversée, plus grande que l’objet.

Construction :

 

 

 

3-principe de la loupe :

L’objet est placé à 2cm devant la lentille.(entre le foyer objet et le centre optique).

 

 

 

Le point image B est au sommet d’un faisceau réfracté divergent. L’image est virtuelle

Pour voir l’image, il faut regarder vers la source (à gauche) à travers la lentille.

Méthode analytique :

 

L’image est donc virtuelle, droite et agrandie. C’est le principe de la loupe.

 

Méthode graphique :

On a représenté dans un repère cartésien Oxy ci-dessous les 3 droites correspondant aux 3 applications précédentes .Elles passent  par F(-3cm,+3cm) et leur  pente est p’/p. L’abscisse du point d’intersection avec l’axe Ox est la position de l’objet ; l’intersection avec l’axe des ordonnées donne la position de l’image et sa nature.

 

 

 

Exercice 2 : Sujet bac TD 2010 avec correction

 

 

Correction :

 

1-a  La vergence étant positive, la lentille set convergente. Sa distance focale vaut :

    b-caractéristiques de l’image :

Méthode par le calcul :

Utilisons la formule de conjugaison avec les conventions habituelles : origine au centre optique O, axe optique orienté dans le sens de la lumière:

L’objet placé en avant de la lentille, sa position est :

 Et comme :

La position de l’image est

L’image placée en arrière de la lentille est donc réelle

Calculons le grandissement :

Finalement :

L’image est inversée par rapport à l’objet et de même taille que l’objet.

Méthode de la construction de l’image :

.

 

 

 

2-La vergence totale de lentilles accolées est est égale à la somme algébrique des vergences :

C=C1  +C2   et donc : C2=15-25=-10m-1

La lentille accolée est donc divergente (vergence négative).

Sa distance focale est :

Toutes les constructions ci-dessus peuvent être réalisées avec le simulateur de banc d’optique inclus dans le petit logiciel de physique et chimie "simulation sur un banc d'optique".


Modifié le: Friday 21 September 2018, 12:13