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Exercice lentilles minces convergentes et images

Posté par
Vtalz
23-03-20 à 15:36

Bonjour, pendant notre confinement, a cause de la crise sanitaire, notre prof n'a d'autre choix que de nous donner des exercices à faire sous D.M. Le problème étant que je ne comprends pas l'exercice, j'aurai donc besoin de votre aide
Voici l'énoncé :
L'arc de triomphe se situe en haut de l'avenue des champs Elysées au centre de la place Charles de Gaulle, anciennement place de l'étoile. Ce monument imposant offre une vue imprenable de Paris depuis sa terrasse panoramique. Il est également pris en photo quotidiennement par des milliers de touristes.

1/Question préliminaire :
L'arc de Triomphe est suffisamment éloigné de l'appareil photographique qui a été utilisé par le photographe dans le doc 1 pour qu'on puisse le considérer à l'infini. Que valait alors la distance objectif-capteur numérique lors de la prise de la photographie de l'arc de triomphe ?

2/Problème :
Déterminer la distance séparant l'arc de triomphe et l'appareil photographique qui a été utilisé pour prendre la photo du Doc 1.

Je vous remercie d'avance ! Je vous transmets les documents juste après !



***Images migrées sur un pdf, merci de faire de même la prochaine fois !***

Posté par
Vtalz
re : Exercice lentilles minces convergentes et images 23-03-20 à 16:01

D'acc pour le pdf, merci de l'avoir fait

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice lentilles minces convergentes et images 23-03-20 à 16:12

Bonjour,

Je te souhaite tout d'abord la bienvenue sur le forum !

Pour commencer, je te recommande vivement de lire attentivement cette fiche qui résume les notions du cours à connaître : Image formée par une lentille mince convergente

Ton exercice s'appuie effectivement sur des notions primordiales, à savoir :
- savoir définir la distance focale image f' et ses conséquences pour un objet situé à l'infini ;
- savoir faire une construction géométrique ;
- savoir appliquer la relation de conjugaison ;

Dans ton exercice, tu dois assimiler ton appareil photo à une lentille convergente possédant un objectif de distance focale image f' = 100 mm.

Je te laisse regarder tout ça à tête reposée et j'attends tes pistes de réflexion (un schéma est fortement recommandé !)

Posté par
Vtalz
re : Exercice lentilles minces convergentes et images 23-03-20 à 17:08

Merci
J'ai fais ce schéma car dans l'exercice on nous dit qu'il est considéré a l'infini.

Exercice lentilles minces convergentes et images

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice lentilles minces convergentes et images 23-03-20 à 17:49



Cela répond donc à la question 1 !

Concernant la question 2, tu connais :
- la hauteur de l'Arc de Triomphe (50 m) = taille de l'objet AB ;
- la hauteur de son image sur le capteur A'B' : 24 mm (et non 36 mm, à la vue de la photo prise du doc 1) ;
- la distance focale image de l'objectif OF' = 100 mm

Que vaut donc OA' = distance de l'Arc de Triomphe par rapport à l'appareil ?

Posté par
Vtalz
re : Exercice lentilles minces convergentes et images 23-03-20 à 18:00

Pour cela il faut utiliser la relation de conjugaison soit [1][/OA']=[1][/OA]+[1][/OF']
Je fais le calcul et je reviens vers vous ! Merciii pour votre aide

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice lentilles minces convergentes et images 23-03-20 à 18:04

Oui mais un schéma de la nouvelle situation s'impose (pas forcément à l'échelle mais cela peut aider).

On peut également penser à la formule du grandissement.

Attention aux unités, tout doit être exprimé dans la même pour éviter les erreurs de calcul

Posté par
Vtalz
re : Exercice lentilles minces convergentes et images 23-03-20 à 18:10

Une question, on ne connait pas OA ? Si, je ne comprends pas comment l'obtenir pour pouvoir ensuite l'intégrer au calcul...
Je vous remercie énormément pour votre aide !!

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice lentilles minces convergentes et images 23-03-20 à 18:12

OA c'est la distance entre l'objectif et l'Arc de Triomphe pour mémoire, c'est ce qu'on cherche.

OA' et OF' sont connues

Posté par
Vtalz
re : Exercice lentilles minces convergentes et images 23-03-20 à 18:28

Donc OF' c'est la distance entre le capteur et l'objectif de l'appareil photo mais OA' ici vaudrait quoi ? Désolé j'ai vraiment du mal avec la relation de conjugaison... Ici OF'=100 mm, OA on le cherche mais pour OA' je bloque aussi :/ ...
Mercii encore !

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice lentilles minces convergentes et images 23-03-20 à 18:45

N'oublie pas que pour avoir une image captée par l'appareil il faut que OA' = OF'

A'B' = 24 mm = ... m
AB = 50 m

d'après la formule du grandissement : \gamma = \dfrac{A'B'}{AB}

\Leftrightarrow \gamma = \dfrac{OA'}{OA} avec le théorème de Thalès

donc OA = ?

En fait la relation de conjugaison n'est pas applicable ici, étant donnée la réponse apportée à la question 1

Posté par
Vtalz
re : Exercice lentilles minces convergentes et images 23-03-20 à 18:56

D'accord donc :
A'B' = 24 mm = 0.024 m
Soit 0.024/50=0.00048

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice lentilles minces convergentes et images 23-03-20 à 19:00

Non, ce n'est pas homogène à une distance ton calcul ...

\gamma = \dfrac{A'B'}{AB} = \dfrac{OA'}{OA} \\  \\ \Leftrightarrow  OA = \dfrac{AB \times OA'}{A'B'} \\  \\ \Leftrightarrow OA =  \dfrac{50 \times 100.10^{-3}}{24.10^{-3}} \\  \\ \Leftrightarrow OA =  ?

Je ne te sens pas trop convaincu par le raisonnement

Posté par
Vtalz
re : Exercice lentilles minces convergentes et images 23-03-20 à 19:04

Donc OA= 207,67 m en arrondissant, merci pour votre aide

Posté par
Vtalz
re : Exercice lentilles minces convergentes et images 23-03-20 à 19:05

On va dire que je me perds facilement, 😅😅

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice lentilles minces convergentes et images 23-03-20 à 19:12

Question 1 :

"L'arc de Triomphe est suffisamment éloigné de l'appareil photographique qui a été utilisé par le photographe dans le doc 1 pour qu'on puisse le considérer à l'infini".

OA = - \dfrac{1}{OA'} = 0

donc d'après la relation de conjugaison :

\dfrac{1}{OA'} - \dfrac{1}{OA} = \dfrac{1}{OF'} \\  \\ \Rightarrow \dfrac{1}{OA'} = \dfrac{1}{OF'} \\  \\ \Leftrightarrow OA' = OF'

Question 2 :

D'après la formule du grandissement,

\gamma = \dfrac{A'B'}{AB} = \dfrac{OA'}{OA} \\  \\ \Leftrightarrow  OA = \dfrac{AB \times OA'}{A'B'} \\  \\ \Leftrightarrow OA =  \dfrac{50 \times 100.10^{-3}}{24.10^{-3}} \\  \\ \Leftrightarrow OA =  208 ~m

Posté par
Vtalz
re : Exercice lentilles minces convergentes et images 23-03-20 à 19:14

Merciii beaucoup a vous, sympa d'avoir réécrit les réponses !! Je vous remercie énormément et vous souhaite une agréable soirée et bon courage pour le confinement !!

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice lentilles minces convergentes et images 23-03-20 à 19:16

C'est surtout que j'ai eu l'impression que tu n'avais pas compris la transition entre la question 1 et 2.

Je t'en prie, révise cependant les notions de la fiche (n'hésite d'ailleurs pas à la télécharger ou à la partager) pour être plus à l'aise avec les notions abordées dans les exercices.

Posté par
odbugt1
re : Exercice lentilles minces convergentes et images 23-03-20 à 19:41

Bonjour gbm,

J'ai un doute sur la hauteur de l'image de l'arc de triomphe sur le capteur.
En effet cette image n'occupe pas la totalité des 24 mm de la hauteur de ce capteur.
Qu'en penses tu ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice lentilles minces convergentes et images 23-03-20 à 19:52

Bonsoir odbugt1,

Effectivement, l'Arc de Triomphe n'occupe pas pleinement la hauteur de la photo ...

En toute rigueur, il faudrait faire une mise à l'échelle en mesurant la hauteur de l'Arc sur la photo, par rapport à la hauteur totale de celle-ci, puis d'en déduire sa hauteur A'B' sur l'objectif (par rapport à la hauteur totale, fixée à 24 mm).

Malheureusement, ça va être difficile pour nous de le faire avec le scan fourni, à Vtalz donc d'affiner le calcul sur la base de ta remarque pertinente.

Posté par
Vtalz
re : Exercice lentilles minces convergentes et images 23-03-20 à 19:54

Si ce n'est que ca, je peux essayer de le calculer ? Après il me suffira juste de changer une valeur a la place de 24 en dénominateur je mettrai la valeur obtenu.
Encore merci pour votre aide a tous les 2 !

Posté par
gbm Webmaster
re : Exercice lentilles minces convergentes et images 23-03-20 à 20:01

@Vtalz : c'est tout à fait ça, une simple mise à l'échelle de la hauteur

Il n'y aura plus qu'à remplacer 24 mm par cette nouvelle valeur trouvée

Je t'en prie pour ma part !



Posté par
Vtalz
re : Exercice lentilles minces convergentes et images 23-03-20 à 20:04

D'acc merci, je fais ça dès que je peux

Posté par
odbugt1
re : Exercice lentilles minces convergentes et images 23-03-20 à 20:07

Je pense que la hauteur de l'image de l'Arc de triomphe occupe approximativement 40% de la hauteur du capteur.



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