Révision d’optique
I Rappels de cours
- Généralités sur les lentilles
- Rappeler les 3 propriétés des rayons qui permettent de tracer l’image
d’un objet. Faire un schéma pour chacun des 3 cas.
- Définitions
- Schématisation : Par convention, on oriente l’axe optique
dans le sens de propagation de la lumière et on choisit pour origine le
centre optique O. On peut alors définir la grandeur algébrique
,
appelée distance focale. Cette distance notée f’ s’exprime en mètre. f’=
=
On définit aussi la vergence par
avec f’ en mètre (m) et C en dioptrie (d)
Représenter le trajet de deux rayons parallèles à l’axe optique sur
le schéma ci-dessous.

- Relation de conjugaison
Soit un objet AB perpendiculaire à l’axe optique, donnant une image A’B’
par la lentille de centre optique O. Rappeler la formule de conjugaison des
lentilles.
II Expériences
1. Recherche expérimentale de la position de l’image
- Placer la lettre F devant la lanterne, cela constituera notre objet.
- On utilise la lentille de vergence +8d . Placer
l’objet à 30 cm devant la lentille.
- Que vaut
?
- Chercher la position
’ de l’image.
- Caractériser l’image (virtuelle ou réelle, droite ou renversée,
agrandie, plus petite ou de même taille)
- Mesurer la taille de l’objet et la taille de l’image.
- Vérifier la relation de conjugaison.
- Le grandissement g étant défini par la
relation suivante
, calculer
le grandissement g .
- Vérifier la relation :
2. Recherche de la position d’une image par le tracé et
vérification expérimentale
- On place maintenant l’objet à 40 cm devant la lentille.
- Avec un tracé à l’échelle (1 cm sur le papier correspond à 5 cm sur
l’axe optique et en prenant un objet de 1 cm de hauteur), déterminer la
position et la taille de l’image.
- Calculer g.
- Donner ses caractéristiques.
- Vérifier expérimentalement la position de l’objet et vérifier la
valeur de g.
3. Utilisation de la relation de conjugaison
- On place maintenant l’objet de telle manière que
=
-50 cm.
- Déterminer la position de l’image avec la relation de conjugaison.
- Vérifier expérimentalement.
Conclusion : comment varie la taille de l’image
d’un objet et la distance
’ quand on éloigne l’objet
de la lentille ( l’objet étant toujours situé entre le foyer objet et l’infini)
4. Objet considéré à l’infini.
- D’après la relation de conjugaison, déterminer la position de l’image
dans le cas d’un objet situé à l’infini.
- Vérifier expérimentalement ce résultat. En pratique on ne peut pas se
placer à l’infini mais à une distance suffisamment grande devant la
distance focale pour retrouver approximativement le résultat théorique. Pour
cela placer votre objet à 1m50 de la lentille et chercher la position de l’image.
5. objet placé entre le foyer objet et le centre optique
- Placer maintenant votre objet à 7,5 cm devant la lentille. Schématiser
le trajet des rayons lumineux.
- Où se trouve l’image ? la caractériser .
- Observer cette image.
- Quelle utilisation peut-on faire d’une telle lentille dans ces
conditions ?
III Lentilles accolées
- Accoler maintenant les lentilles C1= +8 d
et C2= + 2 d.
- Rechercher la position de l’image, pour un objet situé à 30 cm du centre
optique.
- En déduire, à l’aide de la formule de conjugaison, la valeur de la
vergence du système (C) constitué par les deux lentilles.
Conclusion Donner la relation entre C, C1
et C2
Matériel
Elèves :
- bancs d’optique avec lanterne et lettre.
- Ecran
- 1 support de lentilles
- 1 lentille +8 d , 1 lentille +2d
- Joints
- lampe de poche
- réglet
Au bureau
- Tableau magnétique
- Laser 5 faisceaux + alimentation
- Boîte de grosses lentilles magnétiques
Retour à la page d'accueil
Bénédicte COLLIAU et
Professeurs de sciences-physiques
Lycée Augustin Thierry 41000 Blois