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Exercice lentilles

Posté par
Robert63
01-07-20 à 22:17

Bonsoir j'ai besoin de votre aide pour l'exercice suivant :
Nous avons une lentille convergente de distance focale OF' = 8cm.  Un objet AB faisant de la lumière est placé à 13cm devant la lentille. Cet objet est caractérisé par une hauteur AB = 2cm

Questions:
a) Définissez la vergence C de la lentille en précisant les unités à utiliser.
b)Calculez la vergence C de la lentille.
c) Maintenant représentez graphiquement la lentille en plaçant l'objet AB ainsi que les points F, O et F'. (Il faudra choisir les échelles suivantes : horizontalement, « 1cm » représentera « 2cm » en réalité et verticalement « 1cm » représentera « 1cm » en réalité.)
d) Faite la construction graphique permettant d'obtenir l'image A'B' de l'objet AB.
e) Déterminez maintenant les expressions : OA, OA' et A'B' ainsi que le grandissement gamma

Mes réponses :
a) On sait que la vergence C est l'inverse de la distance focale OF'. On note C=1/f où f= OF'

b) Donc C=1/f où C = 1/0,08 = 12,5 en dioptries.

c) Horizontalement: ‘'1cm'' représentera ‘'2cm'' en réalité :
Donc OF schéma = 8 : 2= 4cm
Donc AB schéma = 13:2 = 6,5 cm
(Je vous met en lien mon schéma )

d) Cependant je ne sais pas comment obtenir l'image A'B' de l'objet AB, c'est quoi la construction graphique ?

e) ?

Merci si vous m'aidez

Exercice lentilles

Posté par
odbugt1
re : Exercice lentilles 02-07-20 à 00:08

Bonsoir,

a) Pour une lentille plongée dans l'air (ou le vide) la vergence est l'inverse de la distance focale exprimée en mètres.

b) OK

c) Il serait plus clair d'utiliser du papier à petits carreaux (ou bien du papier millimétré) pour faire ce schéma.
Ton schéma est faux : En gardant la lentille comme tu l'as représentée, l'objet AB doit être situé  à gauche de F et non à droite de F'

d) La construction graphique se fait à l'aide de (au moins) deux rayons particuliers issus de B
Voir ici pour plus de détails.

Posté par
Robert63
re : Exercice lentilles 02-07-20 à 10:55

Bonjour merci pour votre réponse.
Malheureusement je n'ai aucun papier utile pour ce schéma.
Je vous mets quand même ce que j'ai fais en schéma pour la c) et la d) en lien image

e) Je trouve OA = -6,5*2=13cm
Je trouve OA' = 10,4*2 = 20,8 cm
Je trouve A'B' = 2,8 cm (Ceci m'a l'air un peu grand...)
Ensuite pour trouver le rayon gamma on fait soit A'B'/AB ou OA'/OA. Je prend volontairement A'B'/AB où je trouve 2,8/2 = 1,4...

Merci si vous me corrigez de nouveau

Exercice lentilles

Posté par
odbugt1
re : Exercice lentilles 02-07-20 à 11:45

Question c) :
Je ne peux pas juger de la justesse de ton schéma car tu n'indiques pas la valeur en cm de tes graduations.

Il est juste si AB = 2cm sur ton (mauvais) papier correspondant à 2cm réels
                        si AO = 6,5 cm sur ton papier correspondant à 13 cm réels
                        si FO = OF' = 4cm sur ton papier correspondant à 8cm réels

Question d) :
C'est OK

Question e) :
Bien que l'énoncé reste vague, je suppose que les réponses concernant OA',  A'B' et le grandissement doivent être obtenues à partir des relations de conjugaison et du grandissement.
Comme tu n'expliques pas comment tu as obtenu tes résultats je ne peux pas t'en dire davantage.

Posté par
Robert63
re : Exercice lentilles 02-07-20 à 17:44

Bonjour merci pour votre réponse, voici ce que j'ai fait:
c) Normalement les longueurs sont correctes mais je vous mets en lien image mon schéma.

e) On sait que le grandissement gamma correspond à la taille et à l'orientation de l'image A'B', ce dernier est marqué par la relation suivante :
                  gamma = (A'B')/(AB) = (OA')/(OA)

Donc ici gamma = (2,8)/(2) = (10,4)/(6,5)

Mais 2,8/2 = 1,4
Mais 10,4/6,5 = 1,6

Mais 1,4 n'est pas égal à 1,6 , il y a donc une erreur au niveau de la position du point A' ?


Merci si vous me confirmez.

Exercice lentilles

Posté par
odbugt1
re : Exercice lentilles 02-07-20 à 18:57

Les mesures faites sur une représentation graphique ne permettent jamais d'obtenir des résultats parfaits.
Tout au plus peut on améliorer ces résultats en travaillant avec le plus grand soin sur un papier adapté.

Pour la question e) je te suggère plutôt d'utiliser la méthode mathématique qui s'appuie sur la relation de conjugaison et la relation de grandissement.
Contrairement à la méthode des mesures sur une représentation graphique, on obtient alors des résultats parfaits.

Exercice lentilles

Posté par
Robert63
re : Exercice lentilles 02-07-20 à 21:19

Bonsoir, pour la e) je suppose que vous parlez  de cette relation : 1/OA' - 1/OA = 1/OF'
Si on remplace par les vrais valeurs du schéma on obtient
1/10,4 - 1/6,5 = -0,057 ?
Mais on sait grâce au schéma que OF' = 4, donc on devrait normalement avoir comme résultat 1/4 et non -0,057!

Est-ce normal ?

Merci si vous répondez de nouveau

Posté par
odbugt1
re : Exercice lentilles 03-07-20 à 00:14

La relation correcte s'écrit :

 \dfrac{1}{\overline{OA'}} - \dfrac{1}{\overline{OA}} = \dfrac{1}{\overline{OF'}}


Pour réduire les risques d'erreurs de calcul Il vaut mieux utiliser les valeurs réelles fixées par l'énoncé c'est à dire :
  \overline{OA}= -13cm   et  \overline{OF'}= 8cm

Le calcul permet d'obtenir la valeur réelle exacte de \overline{OA'} laquelle pourra être vérifiée sur le schéma s'il est bien fait (compte tenu de l'échelle fixée par l'énoncé )

Posté par
Robert63
re : Exercice lentilles 03-07-20 à 12:04

Bonjour, avec cette méthode je retrouve bien OA' = 20,8 cm

Du coup gamma =A'B'/AB= OA'/OA
Du coup gamma = 2,8/2= 20,8/13

Mais 20,8 :13 =1,6
Mais 2,8 :2 = 1,4...

Donc c'est pas grave cette différence de 0,2 ?

Merci si vous répondez

Posté par
odbugt1
re : Exercice lentilles 03-07-20 à 15:43

Parfait !
Maintenant que tu as la valeur calculée ( et non plus mesurée) de \overline{OA'} il te reste à obtenir la valeur calculée ( et non plus mesurée) de \overline{A'B'}

Posté par
Robert63
re : Exercice lentilles 03-07-20 à 16:10

Ok donc on a gamma = A'B'/2= 20,8/13.
On fait un produit en croix et on trouve A'B' =( 20,8*2):13 = 3,2

Donc gamma = 3,2/2= 20,8/13
Donc gamma = 1,6

Pour résumer la e) on a :
OA= -13 cm
OA' = 20,8 cm
A'B'= 3,2 (faut-il mettre un -?)
grandissement gamma = 1,6

C'est bon ?
Merci en tout cas

Posté par
odbugt1
re : Exercice lentilles 03-07-20 à 17:38

Pour être rigoureux, il faut utiliser les relations relatives au grandissement :

 \gamma =  \dfrac{ \overline{A'B'} }{\overline{AB} }=\dfrac{ \overline{OA'} }{\overline{OA} }
 \\ 
 \\ \overline{A'B'} = \dfrac{\overline{OA'} \times \overline{AB}}{\overline{OA}} =  \dfrac{20,8 \times 2}{-13} = -3,2~cm
 \\ 
 \\ \gamma =  \dfrac{ \overline{A'B'} }{ \overline{AB} } =  \dfrac{-3,2}{2}=-1,6 
 \\

Posté par
Robert63
re : Exercice lentilles 03-07-20 à 22:14

D'accord merci pour tout



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