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DM de physique endoscope
Bonjour, je suis en première S et j'ai le devoir suivant a faire pour lundi:
L'endoscope utilisé dans les examens médicaux, est constitué d'un tube souple dans lequel se succèdent un grand nombre de lentilles identiques de petite taille et de courtes distance focale.
L'ensemble permet de "transporter" l'image d'un objet AB sur une distance de plusieurs dizaines de cm. C'est donc une sorte de mini caméra exploratrice.
On considère le dispositif formé par deux lentilles L1 et L2 identiques et de vergence +72dioptries.
Leurs axes optiques sont confondus et elles sont distantes de 2f'.
1) Déterminer la distance focale f' des lentilles et faire un schéma (échelle de 1) où on précisera la position des foyers et centres optiques de chacune des lentilles.
2) Un objet AB de 5mm placé dans le plan focal objet de L1 a pour image A1B1 par L1.
a) Donner les caractéristiques de A1B1 (position, réelle, virtuelle, droite, renversée).
b) Prolonger le tracé des 3 rayons entre L1 et L2 et faire apparaître le diamètre apparent "teta" (lettre grecque) sous lequel on peut voir l'image.
c) Epximrer teta en fonction des caractéristiques de l'objet AB et de L1. Le calculer.
3) A1B1 devient objet pour la lentille L2 et éclaire sous un angle teta. Elle en donne une image A2B2.
a) Prolonger sur le schéma le tracé des rayons au delà de L2.
b) Donner les caractéristiques de A2B2 (position, réelle, virtuelle, droite, renversée).
c) Exprimer la taille de A2B2 en fonction de teta et des caractéristiques de L2.
d) Définir et calculer le grandissement pour l'ensemble des deux lentilles.
4) L'endoscope comporte 32 lentilles.
a) Quelle sera la longueur du tube de l'endoscope (distance entre objet AB oservé et son image A'B')?
b) L'image finale sera-t-elle droite ou renversée ? Justifier.
Pour la premiere question, je trouve une distance focale f'= 1cm
Sur le schéma que je fais, je trouve que les deux lentilles sont distantes de 2cm et que le foyer image F' de L1 est le foyer principal de L2.
La question que je ne comprends pas est la question B car je ne sais ou placé AB dans le plan focal objet de L1 ? Je pense que le plan focal objet de L1 est situé sur F'
Merci d'avance
Bonjour
1) Je trouve f'=1.39cm
Pour le schéma c'est bon...
2.a) Le plan focal objet de L1 se situe au point F de la lentille L1. Comment est l'image d'un objet placé en général au foyer objet d'une lentille?
salut lulu3324 merci de me répondre !Oui tu as raison, je me suis trompé dans la conversion des mètres en centimètre ! ce qui me donne une distance entre les lentilles de 2.7 cm environ.
Pour la question B l'objet AB est-il situé avant ou après la lentille ?
Merci d'avance
ah ben tu vois t'es pas le seul alors !! Y'a des p'tits malins qui veulent avoir des bonnes notes !! Profitez-en !! (J'aurais bien aimé avoir un forum comme celui là quand j'ai passé le bac... ca m'aurais aider...)
et ben c'est l'endroit où y a le foyer tu traces une perpendiculaire à l'axe optique et c'est ça ton plan focal !
Sinon tu y arrives le DM ?
Le problème, c'est que j'ai mis AB sur le foyer mais que je trouve que les rayons sont parallèles après avoir étaient dévié par la lentille
Bonjour,
Quand un objet est dans le plan focal d'une lentille, son image est à l'infini.
Donc, pour L1, l'objet AB étant dans le plan focal, l'image A1B1 est à l'infini.
Il est normal que les rayons soient parallèles.
On ne peut donc pas tracé A1B1 ? peux tu me dire combien tu trouve pour le diamètre apparent car je pense que mon résultat est faux, je trouve 2.06°
On ne peut tracer l'image si elle est à l'infini.
Le diamètre apparent, c'est tan-1(AB / f) = tan-1(5.10-3 / (1/72)) = tan-1(5.10-3 * 72) = 19,8°
ou en radians :
tan-1(AB / f) = tan-1(0,36) = 0,345 rad
Il est à noter que tan
si est en radians.
Comment fais-tu pour trouver 2,06° ?
Merci de passer du temps sur mon problème ! Pourrais tu m'expliquer comment faire pour exprimer la taille de A2B2 en fonction de 
?
Comment on trace le schéma pour la 1) ?
j'ai mis un foyer puis 1.3cm, L1, 1.3cm, un foyer, 1.3cm, L2, 1.3cm, encore un foyer, c'est bien ça ?
Ensuite pour la question 2 j'ai mis position: à l'infini, virtuelle, et renversée.
Je suis bloqué pour le b) je comprends pas qu'est-ce qu'il faut tracer.
Grâce au schéma j'ai réussi à finir la 2).
La 3) il faut refaire des tracés, mais comment ?
Et sinon foyer objet c'est lequel déjà ?
Posté par Profiltom03000 tom03000
Merci de passer du temps sur mon problème ! Pourrais tu m'expliquer comment faire pour exprimer la taille de A2B2 en fonction de ?
J'ai le même problème pour cette question 3)c).
Ayant revu le problème, j'ai un souci quand même...
Si l'objet AB est dans le plan focal objet de L1, on a un problème.
1) Il peut être dans le plan focal mais légèrement entre la lentille et son plan focal objet. L'image est alors virtuelle et droite à l'infini à gauche.
2) Il peut être dans le plan focal mais légèrement entre le plan focal et l'infini. L'image est alors réelle, inversée et à l'infini à droite.
3) Si l'objet est exactement dans le plan focal, on ne sait pas... Un petit à gauche ou à droite du plan focal objet et l'image peut être à l'infini à gauche, virtuelle et droite ou à l'infini à droite, réelle et inversée.
Ce qui est sûr, c'est que, dans tous les cas, A1B1 est un objet virtuel pour L2.
Le grandissement global est égal à 1.
"Un petit à gauche ou à droite du plan focal objet" ==> Un petit peu à gauche ou à droite du plan focal objet
D'après la relation de Newton, donc A1B1 serait à gauche à l'infini, virtuelle et droite (mais j'ai un doute ! ).
A1B1 est à l'infini avec un diamètre apparent de . Le rayon qui traverse le centre optique de L2 sous l'angle ressort avec le même angle et A2B2 est dans le plan focal image de L2. Elle est renversée et réelle.
Elle est vue sous l'angle (19,8°).
tan = A2B2 / f
A2B2 = f tan
Donc A2B2 = AB
Le grandissement global est égal à -1 (- parce que l'image finale est inversée par rapport à AB)
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