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Niveau seconde
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exercice d'optique

Posté par
trayas
28-07-16 à 19:55

Bonjour

voici un exercice sur l'application de la relation de conjugaison



quelle est la position de l'image d'un objet positionné sur un point A de l'axe optique
à une distance de 25 cm d'une lentille convergente de distance focale f' =10 cm

la position d'un objet AB et celle de son image sont liées par la relation de conjugaison
1        _       1         =   1
OA'           OA           OF'

avec OA' et OA mesures algébriques exprimées en mètres
donc il va y avoir des conversion à faire puisque les données de OA' et de OF sont exprimées en cm
Pour O A ' en fait comme nous sommes dans l'axe de propagation de la lumière
la valeur algébrique de OA ' est négative

comme on cherche la position de l'image
on va exprimer OA' en fonction de OA et de OF

1      =   1    + 1  
OA'      OF   (-OA)

je remplace par les valeurs   1         =                 1                     +             1
                                                               OA'              2.0 * 10^-3                 (-1.0 * 10^-3)

par contre pour la suite du calcul   je ne vois pas ce qu'il faut faire

Posté par
vanoise
re : exercice d'optique 28-07-16 à 23:28

Bonsoir
Tu as raison concernant la formule de conjugaison :

\frac{1}{\overline{OA'}}=\frac{1}{\overline{OF'}}+\frac{1}{\overline{OA}}=\frac{\overline{OA}+\overline{OF'}}{\overline{OA}\cdot\overline{OF'}}
 \\
Donc :

\overline{OA'}=\frac{\overline{OA}\cdot\overline{OF'}}{\overline{OA}+\overline{OF'}}

Si cela te rassure, tu peux effectivement convertir les distances en mètre. Ce n'est pas indispensable ; il suffit ici d'utiliser la même unité pour toutes les distances. Ton énoncé n'est pas précis : la nature de l'objet n'est pas indiqué ; je vais le supposer réel dans un premier temps, donc situé avant la lentille, c'est à dire à gauche de celle-ci si la lumière se propage de la gauche vers la droite. Ainsi :

\overline{OF'}=10cm\quad;\quad\overline{OA}=-25cm

\boxed{\overline{OA'}=\frac{-25\cdot10}{10-25}=16,67cm}

On peut dire que l'image est réelle et située à environ 17cm, à droite de la lentille.

Remarque : si l'objet était virtuel, donc situé à droite de la lentille, il faudrait poser : \overline{OA}=25cm. Le calcul conduirait à :  \overline{OA'}=7,1cm. L'image serait encore réelle et située à droite de la lentille. Un conseil : entraîne - toi à retrouver ces résultats par construction géométrique.

Posté par
trayas
re : exercice d'optique 29-07-16 à 18:37

Bonsoir Vannoise
et merci pour ta correspondance
je n'ai pas encore vu le programme et j'essaie de le découvrir

pour la relation de conjugaison
1     _  1      =   1
OA'   OA     OF'

comme on cherche la position de l'image
on va isoler OA'

  1      =    1    +   1  
OA'       OF'   OA

par contre après j'ai un problème avec les fractions
il faut mettre la base  au meme dénominateur
et multiplier 1 en haut  à gauche par OA et 1 en haut à droite par OF' ?????

1    =    OA + OF'
OA'     OF' * OA

quand je prends l'inverse de OA' j'ai moins OA'
par contre la aussi il me semble que j'ai un doute sur des notions que je devrais connaitre

mais je préfère me tromper et hésiter sur le forum qu'en DS

est ce que vous pouvez me rappelez pourquoi 1     =      OA  +  OF'
                                                                                                     OA '          OA  *  OF'

donne OA * OF'
               OA + OF'

je me rappelle que  l'inverse d'un nombre c'est son opposé mais c'est tout

merci beaucoup
\overline{OA'}=\frac{\overline{OA}\cdot\overline{OF'}}{\overline{OA}+\overline{OF'}}

Posté par
vanoise
re : exercice d'optique 29-07-16 à 19:31

Revois bien le calcul littéral que j'ai fait : effectivement il faut mettre au même dénominateur puis écrire que OA' est l'inverse de l'expression obtenue.
Attention : ne confond pas inverse et opposé : l'inverse de x est \frac{1}{x}, son opposé est (-x)...
Tu as intérêt à faire un maximum de calculs avec les lettres pour faire l'application numérique uniquement à la fin de la réponse à la question...

Posté par
trayas
re : exercice d'optique 30-07-16 à 00:06

merci beaucoup Vanoise

Bonne soirée

Bien cordialement
yann



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