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Niveau maths sup
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Doublet de lentilles convergente

Posté par
PLC
30-10-12 à 15:07

Bonjour, j'ai un exercice à résoudre mais je bloque dès le départ.... Voici l'énoncé:

On considère 2 lentilles minces convergentes L1 de focale f1'=200mm et L2 de focale f2'=100mm séparees de 10cm. Un objet AB de 5cm est placé à 10cm de L1 et sort derrière L2.

1) Construire l'image A"B".

2) Trouver la position de A"B" en utilisant les formules de conjugaison.


Le problème c'est que quand je trace la figure, les rayons ne se coupent pas ;/

Merci de vos réponses =)

Posté par
prbebo
Doublet de lentilles convergente 30-10-12 à 19:06


Bonjour PLC,

que veux-tu dire par "Un objet AB de 5cm est placé à 10cm de L1 et sort derrière L2" ? Qu'
est-ce qui sort de L2, exactement ?

Maintenant, cet exercice se fait pratiquement de tete :

-   Le point A est place 10 cm devant L1, dont la distance focale est f'1 = 20 cm : donc A est au milieu de F1O1 (F1 = foyer objet de L1) ; son image est donc virtuelle et se trouve confondue avec F1. En cherchant l'image de B, on voit que le grandissement 1 vaut +2. L'image A1B1 de l'objet AB donnee par L1  est donc virtuelle, situee a 20 cm devant O1, droite et agrandie dans le rapport 2.

-   cette image devient un objet reel pour L2. Comme A1 est situe a F1O1 + O1O2 = 30 cm devant L2 : L2 en donne une image reelle situee a la distance 3f'2/2 du centre optique O2 le L2.

Voici ci-dessous la construction, realisee avec un logiciel "fait maison" :

Prbebo.

Doublet de lentilles convergente

Posté par
PLC
re : Doublet de lentilles convergente 01-11-12 à 09:52

En fait c'est : Un objet AB de 5cm est placé à 10cm de L1. La lumière arrive sur L1 et sort derrière L2...^^

Merci pour ton schema il m'a beaucoup aidé. Pour trouver la position avec des formules de conjugaison j'utilise

1/O1A'-1/O1A=1/O1F1'
1/O2A"-1/O2A'=1/O2F2'
si AB objet initial, A'B' image de la 1ere lentille et A"B" image de la 2nde lentille.

et après je dis que 01F1'=O1O2+O2F1' et j'isole 1/02A"  ?

Posté par
PLC
re : Doublet de lentilles convergente 01-11-12 à 10:34

Desolé pour le double post mais je trouve 1/O2A"=(2/O1A)+(1/O2A')-(2/O1A')

Apres je sais que :
O1A'=2O1A
O2A'=3O1A

quand je remplace je trouve O2A"=(3O1A)/4

donc   sub]2[/sub]A"=7.5cm alors que je devrais trouver 15cm... :/

Posté par
prbebo
Doublet de lentilles convergentes 01-11-12 à 12:40

Bonjour PLC,

je n'ai pas le temps d'analyser ta reponse maintenant : je pars en soutien scolaire a domicile jusque 16h. Je te reponds vers 16h30, OK ?

Posté par
PLC
re : Doublet de lentilles convergente 01-11-12 à 14:21

Oui oui c'est très bien merci beaucoup

Posté par
prbebo
Doublet de lentilles convergente 01-11-12 à 18:14

Bon, me voici revenu :

1)  premiere conjugaison, l'objet A donne l'image A' a travers la lentille L1 de distance focale f'1 = 200 mm :
on ecrit 1/O1A'-1/O1A=1/O1F1' comme tu l'as fait, avec O1A = - 100 mm, et O1F'1 = f'1 = + 200 mm. On obtient O1A' = O1A.f'1/(O1A + f'1) = -200 mm (image A' virtuelle a 200 mm devant le centre optique O1 de L1, cad confondue avec le foyuer objet F1 de cette lentille (voir mon schema).
Le grandissement correspondant a cette premiere conjugaison est 1 = O1A'/O1A = +2 : image A'B' droite et agrandie 2 fois (voir mon schema, ou j'ai appele B1 cette image).

2)  passage de A' a A", image finale donnee par la lentille L2 de distance focale O2F'2 = f'2 = 100 mm :
Il faut d'abord calculer O2A', puisque pour L2 l'objet est A' (image donnee par L1). Soit O2A' = O2O1 + O1A', avec O2O1 = - 100 mm (O1 est a gauche de O2) et O1A' = - 200 mm, donc O2A' = - 300 mm.
On applique alors la meme rellation de conjugaison, mais en y remplacant O1A par O2A', O1A' par O2A" et f'1 par f'2, soit 1/O2A"-1/O2A'=1/O2F2' = f'2. Le calcul donne O2A" = + 150 mm : image A"" reelle car situee apres O2, placee a la distance 150 mm = 3.f'2/2 de O2.
Le grandissement transversal correspondant a cette deuxieme conjugaison est 2 = O2A"'/O2A' = -1/2 : image A"B" renversee par rapport a A'B' et reduite dans le rapport 1/2.

Finalement, le grandissement du doublet est = 1 .2 = (+2).(-1/2) = -1 : de l'objet initial AB = 5 cm, le doublet donne une image reelle A"B" renversee et de meme taille que l'objet.
C'est bien ce que fournit mon schema.

Remarque importante : lorsque je tape O1A', O2 A" etc..., il s'agit de mesures algebriques, donc qui devraient etre surmontees d'une barre (ex \bar{O<sub>1</sub>A}), plutot longues a faire avec l'editeur Latex du forum. On les ecris aussi frequemment en lettres grasses, mais on ne les distingue pas tres bien des caracteres normaux. Dans ce message je les ai laissees en caracteres normaux, mais il est clair que ce ne sont pas des segments mais des mesures algebriques avec un signe (exemple, O2O1 est negatif).

Si tu as encore des soucis avec cet exercice n'hesite pas a poster.

Prbebo.

Posté par
prbebo
Doublet de lentilles convergente 01-11-12 à 18:16

Oups, le bazar a la fin de mon message doit se lire \bar{O1A}. Comme je et le disais, ce n'est vraiment pas pratique.

Posté par
PLC
re : Doublet de lentilles convergente 02-11-12 à 10:30

OK merci beaucoup de prendre tout ce temps pour me répondre.

Juste à un moment tu as écrit: "1/O2A"-1/O2A'=1/O2F2' = f'2."

C'est plutôt 1/f'2 non?

Posté par
prbebo
Doublet de lentilles convergentes 02-11-12 à 13:00

Ah oui, bien sûr... c'est O2F'2 qui vaut f '2, et j'ai bien tapé 1/O2F2. Désolé si ça t'a perturbé.

B.B.



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