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Cercle oculaire

Posté par
Lilooo
05-03-21 à 19:37

Bonsoir, j'ai besoin d'aide avec cet exercice s'il vous plaît

On observe un objet AB considère à l'infini à l'aide d'une lunette astronomique. Le foyer image de l'objectif est confondu avec le foyer objet de l'oculaire.

1)Reproduire ce schéma et construire l'image intermédiaire A1B1.

2)tracer deux rayons issus de B1 et émergeant de l'oculaire.
Le cercle est l'image du bord circulaire de l'objectif qui est formée par l'oculaire.

3)Construire le cercle oculaire sur le schéma.

4)Avec Thales, exprimer le diamètre d du cercle oculaire en fonction du diamètre D de l'objectif et des distances focales des deux lentilles.

5)On observe le cercle oculaire sur un écran. Sachant que le diamètre de l'objectif est de 20cm, déterminer le grossissement G de la lunette astronomique.

Je ne sais plus la méthode pour tracer à la question 1

Merci de avance

Cercle oculaire

Cercle oculaire

Posté par
Lilooo
re : Cercle oculaire 05-03-21 à 20:31

Est-ce que je commence par tracer F1 et F2' ?

Posté par
Priam
re : Cercle oculaire 05-03-21 à 21:06

Bonsoir,
Pour réaliser la figure, tu pourrais t'inspirer de  " lunette astronomique afocale "(mooc.univ-lyon).

Posté par
Lilooo
re : Cercle oculaire 05-03-21 à 21:10

Merci pour votre réponse, pour tracer je dois cependant avoir des mesures qui ne sont pas donnés ?

Posté par
Lilooo
re : Cercle oculaire 05-03-21 à 23:05

S'il vous plaît ?

Posté par
gts2
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 10:09

En absence de Priam, je mets son lien en clair :

Posté par
gbm Webmaster
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 11:14

Bonjour à tous,

Pas besoin de chercher en dehors de l' : Instrument optique : la lunette astronomique

Je vous laisse poursuivre, bon WE !

Posté par
Lilooo
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 15:12

Merci pour ces liens, j'avais déjà trouvé le premier... Je peux donc choisir les distances que je veux ? Par exemple la distance  L1 à F'1 est de 5cm et de F'1 à L2 2cm ?

Posté par
Lilooo
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 16:48

C'est tout ce que j'ai réussi à faire pour l'instant :

Cercle oculaire

Posté par
Lilooo
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 17:50

Je ne vois pas du tout comment tracer

Posté par
gts2
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 18:02

Citation :
Je peux donc choisir les distances que je veux ?

Oui, mais le texte dit "Reproduire ce schéma", donc vous devez respecter, je suppose, l'échelle, les distances ...

Citation :
Je ne vois pas du tout comment tracer

Sur les deux liens, les tracés sont faits.
Vous ne comprenez pas le tracé ? Si oui expliquez quel tracé vous pose problème.

Posté par
Lilooo
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 18:14

L'échelle est bien  respecté sur le schéma que j'ai fait ?

L'image A1B1 se situera, je pense, en F'1, A1 se trouve sur l'axe Ox donc confondu avec F'1 et F2 mais pour B je ne vois pas comment tracer, avec le lien que vous avez envoyer...

Posté par
gts2
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 18:23

Pour la question 1, dans "Instrument optique : la lunette astronomique" du site, le paragraphe 3.a devrait vous donner des pistes.

Posté par
Lilooo
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 18:29

Mais si je fais le trace du 3)a) ce sera des traces aléatoire et non précis, je ne connais pas la mesure des angles pour tracer

Posté par
gts2
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 20:13

Le texte ne précisant pas la dimension angulaire de AB, c'est à vous de prendre un angle raisonnable pour faire le tracé.

Posté par
Lilooo
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 20:23

Voici ce que j'ai fait, les autres traces sur la figure 3)a) que vous avez n'ont pas besoin d'être faits ?

Cercle oculaire

Posté par
gts2
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 20:27

Pour obtenir un point image, il faut au moins deux rayons.
Vous avez fait la moitié du travail par raisonnement (infini donc F'1), mais le texte dit "construire",  je ne sais pas si votre réponse correspond à la question (même si elle est exacte)

Posté par
Lilooo
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 20:30

Je dois tracer une autre droite parallèle à la précédente trace et passant par L1 puis rejoint le point B1 ?

Posté par
gts2
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 20:42

Oui, l'idéal pour justifier la construction serait que cette autre droite passe par le foyer objet.

Posté par
Lilooo
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 20:49

Comme ceci ? :

Cercle oculaire

Posté par
gts2
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 21:00

Oui.

Posté par
Lilooo
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 21:04

Je ne comprend pas à quoi a servit cette construction puisque j'ai pu la faire avec une seul droite ? Elle est inutile ?

Posté par
vanoise
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 21:37

Bonjour à tous

Citation :
Oui.

Lilooo a tout à fait raison ; le second rayon qu'il a tracé ne sert à rien si Lilooo part du principe que tous les rayons incidents parallèles entre eux convergent dans le plan focal. On peut tracer un deuxième rayon "utile" de la façon suivante : on considère le rayon incident parallèle au rayon passant par O1, ce deuxième rayon passant par le foyer objet F1, symétrique de F'1 par rapport à O1. Ce rayon incident émerge de la lentille parallèlement à l'axe optique. B1 est l'intersection de ce rayon avec celui passant par O1. On vérifie ainsi que B1 est dans le plan focal image de la première lentille.

Posté par
Lilooo
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 21:43

D'accord merci je comprend !

Posté par
Lilooo
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 21:50

Je me suis trompé, j'ai fait la question 3 avant la 2), est-ce que la question 3) est correcte ou il y avait besoin de faire la 2) avant ?

Cercle oculaire

Posté par
vanoise
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 22:11

Que devient en traversant la lentille L2, le rayon passant par B1 et parallèle à l'axe optique  ? Facile ensuite de tracer les autres rayons en utilisant les propriétés du plan focal objet.

Posté par
Lilooo
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 22:14

Il passe par F2' ?

Posté par
Lilooo
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 22:15

Mais pourquoi dites-vous les autres ? Il n'y en a qu'un seul à tracer en plus ?

Posté par
vanoise
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 22:36

Oui et les autres rayons émergeants seront parallèles à celui passant par F'2.

Posté par
Lilooo
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 22:46

Voici ce que j'ai fait, ça commence à devenir difficilement lisible... (j'ai rajouté le dégèlent de B1 à L2 qui passe ensuite de L2 à F'2 puis j'ai trace la droite B1 à O2
Est-ce qu'il manque quelque chose ?

Cercle oculaire

Posté par
vanoise
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 22:53

Totalement incompréhensible en effet.  Je te conseille de recommencer en te limitant à deux rayons.  Celui passant par O1 et celui passant par F1.

Posté par
Lilooo
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 23:05

J'ai essayé de le refaire, en bleu les traces pour le cercle oculaire pour la question 2 et en rouge pour la question 2

Cercle oculaire

Posté par
vanoise
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 23:30

Nettement mieux !
Juste une remarque : il me semble préférable de construire jusqu'à la sortie de L2 le tracé des deux rayons incidents entrant dans L1. Pas de problème pour celui passant par F1.
Pour celui passant par O1, tu peux le prolonger au delà de B1 jusqu'à L2 puis considérer que ce rayon ressort de L2 parallèlement au rayon déjà tracé passant par F'2. Le rayon B1O2 est alors sans intérêt.
D'accord avec ta détermination de la position du cercle oculaire (il serait préférable de parler de disque oculaire mais, comme on dit, "cercle oculaire" est une expression "consacrée par l'usage"...). J'espère que tu as compris l'intérêt de ce cercle oculaire.

Posté par
Lilooo
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 23:36

D'accord merci ! Donc je prolonge les 2 rayons aux extrémités de L1 et L2 au delà de L2 ? Même si le rayon B1O2 est sans intérêt je le laisse puisqu'on demande de tracer 2 rayons ?

Posté par
vanoise
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 23:47

Le rayon passant par F1, B1 et F'2 est bien tracé. Prolonge le rayon passant par O1 et B1 jusqu'à L2 et fais -le ressortir de L2 parallèlement au rayon précédent passant par F'2.
Puisque B1 appartient au plan focal objet de L2, tous les rayons passant par B1 ressortent de L2 parallèles entre eux.

Posté par
Lilooo
re : Cercle oculaire 06-03-21 à 23:53

D'accord merci... juste concernant votre dernière phrase, je comprend mais donc je laisse quand même les deux rayons de B1 sortant parallèles ?

Posté par
Lilooo
re : Cercle oculaire 07-03-21 à 13:38

S'il vous plaît ?

Posté par
vanoise
re : Cercle oculaire 07-03-21 à 13:59

Voici comment je vois le tracé. Je n'ai pas ajouté celui permettant d'obtenir le cercle oculaire car tu as bien compris.

Cercle oculaire

Posté par
Lilooo
re : Cercle oculaire 07-03-21 à 14:04

D'accord merci !
Pour la 4) je ne sais pas

Posté par
Lilooo
re : Cercle oculaire 07-03-21 à 14:10

Je pense que l'on cherche alpha' et qu'il faudra faire une égalité entre 2 tan alpha'

Posté par
vanoise
re : Cercle oculaire 07-03-21 à 14:24

Le grossissement est :

G=\frac{\alpha '}{\alpha}
Il va être négatif ici car l'image est inversée. Dans la réalité, les angles sont très petits de sorte qu'il est possible de poser :

G\approx\frac{\tan\left(\alpha'\right)}{\tan\left(\alpha\right)}

Tu peux t'intéresser aux triangles rectangles (O1A1B1) et (O2KF'2)

Cercle oculaire

Posté par
Lilooo
re : Cercle oculaire 07-03-21 à 14:31

tan alpha = D/(2F1')

Dans O2KF'2, tan alpha' = d/(2f2')


D/(2F1')= d/(2f2')
d= D*f'2/f'1

Posté par
vanoise
re : Cercle oculaire 07-03-21 à 14:35

Tu essais de ressortir des formules de cours valides dans un contexte différents. Il suffit ici de considérer les deux triangles rectangles que je t'ai indiqués. Les expressions des tangentes font intervenir la hauteur A1B1 mais celle-ci disparaît par simplification dans l'expression de G.
G ne dépend que des deux distances focales.

Posté par
Lilooo
re : Cercle oculaire 07-03-21 à 14:38

Mais G c'est pour la question 5 non ?

Posté par
vanoise
re : Cercle oculaire 07-03-21 à 14:49

Oui. Ton expression de "d" obtenue à 14h31 est correcte. (J'ai tendance effectivement à aller un peu trop vite...)

Posté par
Lilooo
re : Cercle oculaire 07-03-21 à 14:54

D'accord merci ! En faisant ce que j'ai fait à 14h31, j'utilise bien  O1A1B1 Et O2KF'2 ou non ? Je l'ai fait disons un peu intuitivement

Posté par
vanoise
re : Cercle oculaire 07-03-21 à 15:30

Les deux lentilles étant modélisés par deux droites parallèles, le théorème de thalès conduit de façon immédiate à :

\dfrac{d}{D}=\dfrac{F_{2}O_{2}}{O_{1}F_{2}}=\dfrac{f'_{2}}{f'_{1}}

Mon message de 14h35 concernait la question 5.

Posté par
Lilooo
re : Cercle oculaire 07-03-21 à 15:32

Quelle est la différence entre F et f ?

Je ne vois pas comment on retourne votre formule

Posté par
Lilooo
re : Cercle oculaire 07-03-21 à 15:35

Je pensais qu'il fallait faire comme j'ai fait

Posté par
vanoise
re : Cercle oculaire 07-03-21 à 16:02

Tu peux passer par les tangentes comme tu l'as fait mais il faut utiliser une autre lettre que   et tu ne choisis pas les bons triangles...

triangle  O1F2N : \tan\left(\beta\right)=\frac{D/2}{f'_{1}}

triangle O2F2M : \tan\left(\beta\right)=\frac{d/2}{f'_{2}}

L'égalité des deux tangentes conduit au résultat mais l'énoncé évoque le théorème de Thalès à appliquer directement aux triangles F2NP et F2KN...

Cercle oculaire

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