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lentilles

Posté par
-Romane-
23-04-10 à 09:34

Bonjour, j'aurais besoin d'aide pour finir ce TP d'optique sur les lentilles minces convergentes

Voici le schéma de l'expérience (qui n'est pas à l'échelle) avec AB =1,2 cm avec les mesures.

L'énoncé est:

Formule de conjugaison de Descartes : -1/OA+1/OA'=1/f' (OA et OA' sont des mesures algébriques).
A) À l'aide des mesures, tracer 1/OA' en fonction de 1/OA.
Vérifier la formule de conjugaison de Descartes.
Déterminer la distance focale f' de la lentille.
B) Le grandissement est gamma=A'B'/AB (en mesures algébriques).
Montrer qu'il est aussi OA'/OA.

Il y a des barres au dessus des couples de lettres, comment les écrire?

Pour le A), j'aimerais pour commencer, une fois pour toute, trouver une méthode qui permet de trouver facilement des échelles pour les axes du graphique à faire, en auriez vous une? Car à chaque fois je patauge...

lentilles

Posté par
Marc35
re : lentilles 23-04-10 à 10:57

Bonjour Romane,

Citation :
Il y a des barres au dessus des couples de lettres, comment les écrire?

Il faut utiliser LaTeX...
\overline{OA}
J'ai indiqué sur l'image jointe ce qu'il faut écrire.
Tu peux aussi écrire  \overline{OA}  et sélectionner le texte avec un clic gauche et déplacement. Tu cliques ensuite sur l'icône LTX sous le cadre de réponse.
Tu cliques sur "Aperçu" pour vérifier le résultat avant de "poster".

Je regarde la suite...

lentilles

Posté par
Marc35
re : lentilles 23-04-10 à 10:59

Cela fonctionne aussi avec \bar {OA} ==> \bar {OA}

Posté par
Marc35
re : lentilles 23-04-10 à 11:45

Si tu veux faire quelque chose de joli et de compréhensible, tu écris ce qu'il y a sur l'image jointe :
3$\frac{1}{\overline{OA^'}}\,-\,\frac{1}{\overline{OA}}\,=\,\frac{1}{f^'}
Si tu veux faire un texte LaTeX plus grand, tu mets devant le texte 2$, 3$, 4$ ou 5$...
5$\frac{1}{\bar{OA^'}}\,-\,\frac{1}{\bar{OA}}\,=\,\frac{1}{f^'}

Mais essaye avec "Aperçu" d'abord parce qu'il est facile de faire une erreur...

lentilles

lentilles

Posté par
-Romane-
re : lentilles 23-04-10 à 12:04

[tex]\frac{1}{\overline{OA^'}}\,-\,\frac{1}{\overline{OA}}\,=\,\frac{1}{f^'}[\tex]
quelle erreur ai-je fait?

Posté par
Marc35
re : lentilles 23-04-10 à 13:36

Désolé, c'est moi qui ai fait une erreur : c'est [/tex] et non pas [\tex]
C'est un "slash", pas un "antislash" pour la balise qui indique la fin du texte.
Je ne l'écris pas en général parce que j'utilise l'icône LTX  d'où l'erreur ...

lentilles

Posté par
Marc35
re : lentilles 23-04-10 à 13:42

Quand tu veux écrire une fraction, écris d'abord \frac{ }{ } et remplis l'intérieur des accolades après (ça évite d'en oublier).
\, indique un petit espace. Les espaces que l'on met avec la barre d'espace ne sont pas pris en compte par LaTeX.
Autrement dit, 123  ou 1 2 3 donne la même chose en LaTeX.
Ce n'est pas toujours facile de trouver les erreurs.

Posté par
-Romane-
re : lentilles 23-04-10 à 13:44

D'accord je m'entrainerai
A)Je suis en train d'essayer de trouver une échelle

Posté par
Marc35
re : lentilles 23-04-10 à 14:42

A priori, il y a 4 mesures qui sont fausses : les mesures 1, 6, 10, 12.
D'autre part, si \bar{OA} est négatif, \frac{1}{\bar{OA}} devrait l'être aussi...
Le graphique est donc :
\frac{1}{\bar{OA'}}\,=\,\frac{1}{\bar{OA}}\,+\,\frac{1}{f'}.
C'est donc de la forme y = x + b.
C'est donc une droite dont l'ordonnée à l'origine est \frac{1}{f'}.
Pour l'échelle, l'amplitude pour 1/OA est 7,14 - 1 = 6,14 et pour 1/OA', 9,17 - 1,85 = 7,32.
Cela dépend de la taille que tu veux donner à ton graphique... Tu peux prendre 1 cm comme unité sur chaque axe. Ceci fera un graphique de 7 cm x 7 cm en gros.
Si tu prends 2 cm comme unité, tu auras un graphique de 14 cm x 14 cm environ.
Pour 1/f', tu peux le lire sur le graphique mais une méthode plus précise consiste à écrire :
\frac{1}{f'}\,=\,\frac{1}{\bar{OA'}}\,-\,\frac{1}{\bar{OA}}
Et faire la moyenne après avoir retiré les mesures erronées (les mesures 1, 6, 10, 12).
On voit nettement les mesures fausses. Ce sont celles qui ne se trouvent pas sur la droite. La dernière mesure est particulièrement fausse.

Posté par
Marc35
re : lentilles 23-04-10 à 14:49

La courbe sur l'image jointe.
Les mesures fausses sont indiqués par les flèches.

lentilles

Posté par
Marc35
re : lentilles 23-04-10 à 14:52

Pour répondre un peu plus à la question que tu m'as posée précédemment...
Un logiciel de traitement d'image gratuit, c'est Gimp par exemple que tu trouves sur Internet en toute légalité.
Et une suite bureautique (traitement de texte, tableur et autre), il y a OpenOffice que tu trouves aussi gratuitement sur Internet.

Posté par
-Romane-
re : lentilles 23-04-10 à 15:49

Gimp je l'ai mais on ne peut pas faire de graphiques avec, si?

Sinon, donc je rajoute un signe - devant toutes les valeurs de 1/barreOA c'est ça?

"Pour l'échelle, l'amplitude pour 1/OA est 7,14 - 1 = 6,14 et pour 1/OA', 9,17 - 1,85 = 7,32."
A quoi cela sert il?
Pourquoi parles tu de moyenne pour une soustraction?
Oui il y a des mesures fausses.
Comment répondre à "Vérifier la formule de conjugaison de Descartes. "? Que faut il prouver?

merci beaucoup

Posté par
Marc35
re : lentilles 23-04-10 à 19:21

Citation :
Gimp je l'ai mais on ne peut pas faire de graphiques avec, si?

Des graphiques, peut-être pas mais des dessins comme avec Photoshop, sans doute... Mais je connais mal Gimp... C'est réputé comme étant l'équivalent de Photoshop. Ce ne  sont pas des logiciels de dessin mais il y a quelques possibilités pour le dessin.
Citation :
"Pour l'échelle, l'amplitude pour 1/OA est 7,14 - 1 = 6,14 et pour 1/OA', 9,17 - 1,85 = 7,32."
A quoi cela sert il?

C'est la différence entre le maximum et le minimum sur chaque axe. Ceci permet de connaître la longueur de l'axe. Donc on peut en déduire une longueur pour l'unité sur chaque axe.
Citation :
Pourquoi parles tu de moyenne pour une soustraction?

Le graphique doit répondre à la relation   \frac{1}{\bar{OA'}}\,=\,\frac{1}{\bar{OA}}\,+\,\frac{1}{f'}. C'est donc une droite de la forme y = x + b.
Donc tu peux lire la valeur de 1/f' sur le graphique (ordonnée à l'origine).
Mais le calcul est plus précis.
Pour les 8 mesures valides, tu calcules  \frac{1}{\bar{OA'}}\,-\,\frac{1}{\bar{OA}} et tu fais la moyenne (==> tu additionnes les 8 valeurs et tu divises par 8).
Citation :
Comment répondre à "Vérifier la formule de conjugaison de Descartes. "? Que faut il prouver?

En traçant 1/OA' en fonction de  1/OA, on doit obtenir une droite. Si on trouve une droite, on a vérifié la formule de conjugaison  \frac{1}{\bar{OA'}}\,=\,\frac{1}{\bar{OA}}\,+\,\frac{1}{f'}

Posté par
-Romane-
re : lentilles 23-04-10 à 20:28

Donc tu  as vu que 1cm pour une unité sur chaque axe marche? Mais pour 1/OA c'est négatif alors on va à gauche du 0 dans le graphique?

Je vais chercher comment déterminer la distance focale f' de la lentille après tout ça et avant la question B)

Posté par
Marc35
re : lentilles 23-04-10 à 21:20

Citation :
Donc tu  as vu que 1cm pour une unité sur chaque axe marche?

Oui puisqu'on a une amplitude de 6,14 sur l'axe des abscisses et 7,32 sur l'axe des ordonnées. Donc si on prend une unité de 1 cm, ça fait un graphique de 7 cm sur 7 cm environ. Si tu veux faire un graphique plus grand, tu prends 2 cm et le graphique fera 14 cm sur 14 cm environ.
Citation :
Mais pour 1/OA c'est négatif alors on va à gauche du 0 dans le graphique?

Oui, si   \bar{OA}\,<\,0 ,   \frac{1}{\bar{OA}}\,<\,0   aussi.

Regarde sur mon graphique, même si les graduations sont peu lisibles parce que un peu trop petites...

Posté par
-Romane-
re : lentilles 23-04-10 à 22:24

Je reviens dès demain sur cet exo et sur l'autre aussi
A demain et merci

Posté par
-Romane-
re : lentilles 25-04-10 à 13:21

Mais, comment trouver f'? je pense qu'il faut s'aider du graphique..

Posté par
Marc35
re : lentilles 25-04-10 à 13:31

Oui, 1/f' est l'ordonnée à l'origine c'est-à-dire l'intersection de la droite obtenue avec l'axe des y.
Mais le calcul, comme je l'ai expliqué précédemment, est plus précis (moyenne sur les 8 mesures non erronées).
On trouve 1/f' 8

Posté par
-Romane-
re : lentilles 25-04-10 à 16:37

Oui je trouve 8 pour la valeur de 1/f' !

Citation :
Déterminer la distance focale f' de la lentille.


1/f' = 8 donc  f' = 1/8 = 0,125 m-1 (ou cm?)
Citation :

B) Le grandissement est gamma=A'B'/AB (en mesures algébriques).
Montrer qu'il est aussi OA'/OA.


Qu'est ce que le grandissement ?

merci

Posté par
Marc35
re : lentilles 25-04-10 à 17:01

On appelle 1/f' (l'inverse de la distance focale) la vergence d'une lentille qui s'exprime en dioptries.
La distance focale est en mètres.
Donc f' = 0,125 m   (pas m-1 parce que f' est une distance).
Par définition, le grandissement est le rapport de la taille de l'image à la taille de l'objet.
On l'appelle souvent et on a donc   \gamma\,=\,\frac{\bar{A^'B^'}}{\bar{AB}}

Posté par
-Romane-
re : lentilles 25-04-10 à 17:16

pourquoi f' est en m si 8 est en m^-1?
De plus, on ne vérifie pas l'expression puisqu'on ne trouve pas une droite !

quel rapport entre f' et ?

Il faut après montrer que =  OA'/OA Je dirai qu'il faut le faire avec les mesures

Posté par
Marc35
re : lentilles 25-04-10 à 18:04

Citation :
pourquoi f' est en m si 8 est en m^-1?

parce que 8 = 1/f'. Donc si f' est en m, 1/f' est en m-1 (puisque 1/m = m-1). (dans le cas des lentilles, on appelle m-1 des dioptries).
Citation :
De plus, on ne vérifie pas l'expression puisqu'on ne trouve pas une droite !

Si tu prends les 8 mesures non erronées, tu obtiens une droite (voir mon graphique). La dernière mesure est particulièrement fausse...
Citation :
quel rapport entre f' et ?

Aucun... Enfin, pas de rapport direct en tout cas...
Citation :
Il faut montrer après que =  OA'/OA Je dirai qu'il faut le faire avec les mesures.

Oui... puisqu'il s'agit d'un TP...
Tu peux calculer  \frac{\bar{A^'B^'}}{\bar{AB}}   et  \frac{\bar{OA^'}}{\bar{OA}}, au moins pour les 8 mesures non erronées.
Sinon cela se démontre mathématiquement...

Posté par
-Romane-
re : lentilles 25-04-10 à 18:11

A'B'/AB = 0,5/1,2=0,41
OA'/OA=-0,45
comme ces deux valeurs sont proches ça prouve ce qui est demandé en B)
comme ceci?

Posté par
Marc35
re : lentilles 25-04-10 à 18:11

Le graphique

lentilles

Posté par
Marc35
re : lentilles 25-04-10 à 18:19

\frac{\bar{A^'B^'}}{\bar{AB}}\,=\,\frac{-0,5}{1,2}\,\simeq\,0,42

\frac{\bar{OA^'}}{\bar{OA}}\,=\,\frac{18}{-40}\,=\,-0,45

Les deux valeurs sont effectivement voisines.
Il faut le vérifier pour toutes les mesures (au moins les mesures non erronées).

Posté par
-Romane-
re : lentilles 25-04-10 à 18:20

D'accord.

Posté par
Marc35
re : lentilles 25-04-10 à 18:22

Erreur de signe...

\frac{\bar{A^%27B^%27}}{\bar{AB}}\,=\,\frac{-0,5}{1,2}\,\simeq\,-0,42

\frac{\bar{OA^%27}}{\bar{OA}}\,=\,\frac{18}{-40}\,=\,-0,45

Posté par
-Romane-
re : lentilles 25-04-10 à 18:32

Mais on ne tient pas compte des signes différents ? - et + dans les mesures? 0,42 et -0,45 par exemple

Posté par
-Romane-
re : lentilles 25-04-10 à 18:33

Pourquoi A'B' est il négatif?

Posté par
Marc35
re : lentilles 25-04-10 à 20:14

Parce que AB est vers le haut (que l'on choisit comme sens positif) et A'B' vers le bas donc dans le sens négatif.
Le grandissement est défini avec des valeurs algébriques.
C'est exactement comme pour OA et OA'... Pourquoi  1$\bar{OA}  est-il négatif ?

Posté par
-Romane-
re : lentilles 25-04-10 à 20:17

Ben c'est le TP qui donne ça, et d'après le schéma de mon premier message OA est négatif...

Mais les quotients qu'on calcule et compare n'ont pas d'unité c'est ça?

Posté par
polka-dots
re : lentilles 25-04-10 à 20:20

Bonsoir Marc35, désolé de vous interrompre, mais pourrais-tu jeter un coup d'oeil sur le sujet concernant la Fie? Tu es le seul à être en école d'ingé ou à être capable de m'aider dans ceux qui sont connectés, et personne ne m'a encore répondu. Ce serait gentil, merci.

Posté par
Marc35
re : lentilles 25-04-10 à 20:31

OK, polka-dots, je vais voir ce que je peux faire...

Romane,
1$\bar{OA}  est négatif parce que l'axe horizontal est orienté (positif vers la droite). C'est pour cette raison que  \bar{OA'}\,>\,0  et  \bar{OA}\,<\,0 .
C'est le TP qui donne ça mais c'est toujours comme ça, et pas seulement dans le TP...
On a le même genre de convention sur le grandissement. Quand l'objet et l'image sont en sens inverse, le grandissement est négatif. C'est toujours le cas avec une image réelle d'ailleurs. Le grandissement est positif si l'image est virtuelle (même sens que l'objet)... Voir ton cours sur les lentilles...
Le grandissement est effectivement sans unité (parce que c'est un rapport de longueurs).

Posté par
polka-dots
re : lentilles 25-04-10 à 20:48

Merci Marc, il s'agit d'un sujet du supérieur. Désolé de vous déranger.



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