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Determination de la distance focale.

Posté par
graciosa
13-09-11 à 20:17

Bonjour, pourriez vous m'aider pour cet exercice svp ?


A) Comment peut-on rapidement distinguer une lentille convergente d'une lentille divergente, et, dans le premier cas, déterminer sommairement la distance focale ?


On voit qu'elle est convergente par sa forme. Comment faire pour la distance focale ?


B) On dispose d'un banc d'optique, d'une lentille mince de centre O et de vergence +8 dioptries, d'un objet lumineux AB perpendiculaire en A à l'axe principal, et d'un écran E.
La lentille est disposée suffisamment loin de l'objet AB pour qu'on obtienne sur l'écran E une image A'B' notablement plus petite que l'objet. On mesure AO et la distance D=AA' entre l'objet et son image. On rapproche ensuite progressivement la lentille de l'objet, et après chaque mise au point de l'image, on répète les mesures. On obtient les résultats suivants :

AO (m)1,501,301,100,900,700,50
D (m)1,641,441,241,050,850,66
AO (m)0,400,300,250,200,150,14
D (m)0,570,510,500,540,851,41




1. Construire la courbe représentative des variations de D=f(AO).


2.a) Comparer la distance focale de la lentille à la valeur minimale de D

Comment connait-on la distance focale?

b)Que peut-on dire des positions de l'objet, de la lentille et de l'écran quand D est minimale ? Construire dans ce cas, l'image A'B' de AB. Quel est le grandissement ?

c) En déduire une méthode simple pour déterminer la distance focale d'une lentille convergente.




Besoin d'aide :S Merci !

Posté par
Coll Moderateur
re : Determination de la distance focale. 14-09-11 à 07:47

Bonjour,

A) Pourrais-tu être plus précis(e) ?
Qu'est-ce qui, dans la forme d'une lentille mince, te permet de distinguer aisément une lentille convergente d'une lentille divergente ?

Et vraiment, j'attends que tu proposes une méthode extrêmement simple pour avoir une première idée de la distance focale d'une lentille convergente. Quel est le rôle d'une lentille convergente ? Qu'est-ce que la distance focale ?

B) Quelle est la distance focale d'une lentille de vergence +8 dioptries ?

Cette partie B devrait être résolue sans peine quand tu auras terminé (et compris) l'autre exercice posté dans le topic Determination des caractéristiques d'une lentille

Posté par
graciosa
re : Determination de la distance focale. 14-09-11 à 17:58

A) Une lentille convergente a des bords minces et un centre épais. (contraire de la divergente).

La distance focale est la distance entre le centre optique O et le foyer image F'.
Le rôle d'une lentille convergente? donner une image plus petite (ou de meme taille) de l'objet...?


B) OF'=1/c= 0,125m = 12,5cm

Je ne me suis encore tout a fait attaquée a la partie B ..

Posté par
Coll Moderateur
re : Determination de la distance focale. 14-09-11 à 18:30

A)
Oui, une lentille mince convergente a des bords minces et un centre épais.

Oui, la distance focale est la distance entre le centre optique et le foyer image.

Non. Une loupe est une lentille convergente. Elle est utilisée pour donner des images plus grandes que les objets regardés à travers elle.

Alors, comment, très simplement, avoir une première idée de la distance focale d'une lentille mince ? As-tu une loupe chez toi ?

B)
Oui : une lentille de +8 dioptries a bien une distance focale de 0,125 m (ou 12,5 cm mais il est souvent préférable en optique d'utiliser le mètre comme unité de longueur).

Posté par
graciosa
re : Determination de la distance focale. 14-09-11 à 20:00

A) Placer la lentille de façon a avoir une image nette.. ? Et a ce moment on peut mesure OF' ?


B) D'accord merci je vais essayer de finir

Posté par
Coll Moderateur
re : Determination de la distance focale. 14-09-11 à 20:04

Question A : oui (tu y es presque), mais une image nette de quoi ?

Posté par
graciosa
re : Determination de la distance focale. 14-09-11 à 20:20

de l'objet ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Determination de la distance focale. 14-09-11 à 20:30

Bien évidemment... mais d'un objet à quelle distance ?

Posté par
graciosa
re : Determination de la distance focale. 14-09-11 à 20:34

euh peu importe non ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Determination de la distance focale. 14-09-11 à 20:37

Pas du tout.

A chaque distance de l'objet correspond une distance pour l'image. C'est la "relation de conjugaison".

A quelle distance doit se trouver un objet pour que son image soit dans le plan focal image et qu'ainsi on puisse très facilement estimer la distance focale ?

Posté par
graciosa
re : Determination de la distance focale. 14-09-11 à 21:12

Je sais pas :S

Posté par
Coll Moderateur
re : Determination de la distance focale. 14-09-11 à 21:43

D'un objet à l'infini, une lentille convergente donne une image dans son plan focal image.

L'infini signifie ici une distance très grande par rapport à la distance focale.

Si tu as une loupe chez toi ; de jour : tu places une feuille de papier derrière cette loupe pour servir d'écran et tu regardes se former l'image du paysage (l'infini...) : la distance entre la loupe et la feuille de papier, écran, est environ la distance focale de la loupe.

Pour allumer du feu (attention ! ) : une loupe et une feuille de papier encore ; la loupe est perpendiculaire aux rayons du Soleil (vraiment suffisamment à l'infini) et quand la distance de la loupe au papier vaut environ la distance focale l'image du Soleil se forme : c'est un "point" assez petit qui concentre une grande énergie et le papier s'enflamme.

Voilà comment déterminer rapidement et simplement la distance focale d'une lentille convergente.

Posté par
graciosa
re : Determination de la distance focale. 15-09-11 à 15:42

Merci pour  cette explication !


J'en suis maintenant a la partie B.. J'ai placé les points dans un repère.
2.a. Comparer la distance focale de la lentille à la valeur minimale de D.

D'après le tableau, la valeur minimale de D est 0,50m, or on a determiné que la distance focale vaut 0,125m, je ne vois pas trop le rapport ...

Posté par
Coll Moderateur
re : Determination de la distance focale. 15-09-11 à 16:03

Vraiment ?

Alors, relis mon message d'hier à 21 h 47 : Determination des caractéristiques d'une lentille

Quant au rapport entre 0,50 m et 0,125 m peut-être que ta calculatrice a une idée de sa valeur, si toi tu ne la vois pas...

Posté par
graciosa
re : Determination de la distance focale. 15-09-11 à 16:35

Ah oui! Je me sens tout à coup assez stupide !

Du coup, finalement, c'est la meme méthode que celle de l'autre exercice c'est ça?

Posté par
Coll Moderateur
re : Determination de la distance focale. 15-09-11 à 17:32

Il est sûr que les deux exercices sont très voisins.

Tous deux s'appuient sur cette propriété d'une lentille convergente de donner une image inversée et de même taille que l'objet (grandissement = -1) quand objet et image se trouvent symétriquement de part et d'autre de la lentille, chacun à une distance double de la distance focale.

Posté par
graciosa
re : Determination de la distance focale. 15-09-11 à 20:05

Ok merci pour tout !

Posté par
Coll Moderateur
re : Determination de la distance focale. 15-09-11 à 22:22

Je t'en prie.
A une prochaine fois !



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