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Niveau seconde
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images données par deux lentilles

Posté par
douce87
22-12-12 à 08:28

Bonjour,

J'ai un souci pour réaliser la construction d'une image donnée par une lentille convergente.

Une lentille convergente L1 a une distance focale f'=30 cm.
Un objet réel est placé à 1m de la lentille, calculer la distance entre l'image et le centre optique de la lentille . Faire une construction.

Je touve ce résultat selon les calculs suivants à partir de cette formule.
1/OA'-1/OA=1/f'
soit 1/OA'-1/1=1/0,3 je suis restée en métre
équivaut à 1/OA'=1/0,3+1/1=4,33m

Je n'arrive pas à faire la construction alors je me dit que peut-etre je me suis trompée dans mes calcul.
Pouvez-vous m'aider ?
Merci.

Cordialement.

Posté par
Coll Moderateur
re : images données par deux lentilles 22-12-12 à 09:40

Bonjour,

En optique géométrique il faut obligatoirement utiliser les mesures algébriques des segments.

Formule de conjugaison pour une lentille mince de centre O, formule dite de Descartes
Le pied de l'objet est en A
Le pied de l'image est en A'
Le foyer image est en F'
L'axe optique est orienté (dans le sens de propagation de la lumière)

\large \frac{1}{\ \bar{OA'}\ }\;-\;\frac{1}{\ \bar{OA}\ }\;=\;\frac{1}{\ \bar{OF'}\ }

Que valent ici :
\bar{OF'}\,=\, ? \,\rm{m}
et
\bar{OA}\,=\,  ?\,\rm{m}


Posté par
douce87
images données par deux lentilles 22-12-12 à 12:03

Donc mes calculs sont bon .

Mais j'avais un souci de construction que j'ai résolue entre temps .

Merci

Posté par
Coll Moderateur
re : images données par deux lentilles 22-12-12 à 12:16



Ton calcul est faux.

Je ne sais pas comment tu as pu faire la construction si tu as un tout petit peu cherché à respecter les distances (car le dessin ne peut vraiment pas correspondre à ce calcul qui est tout à fait faux).

Posté par
douce87
images données par deux intervalles 23-12-12 à 07:35

Of'=0,3m ou 30 cm
OA=1m ou 100cm
soit 1/OA'-1/1=1/0,3 je suis restée en métre
donc équivaut à 1/OA'=1/0,3+1/1=4,33m


Donc si c'est faux explique moi ce qui l'est ?

Merci

Posté par
Coll Moderateur
re : images données par deux lentilles 23-12-12 à 07:55

Oui, c'est faux parce que tu n'as pas employé les mesures algébriques.

Que valent ici :
\bar{OF'}\,=\, ? \,\rm{m}
et
\bar{OA}\,=\,  ?\,\rm{m}

Posté par
douce87
images donnees par deux lentilles 23-12-12 à 11:49

Bonjour

J'ai verifié mes cours il ne parle pas de valeur algébrique que veux tu dire par là?
Peux-tu m'expliquer?

Merci

Posté par
Coll Moderateur
re : images données par deux lentilles 23-12-12 à 11:53

Comme je te l'ai écrit :

L'axe optique est orienté dans le sens de propagation de la lumière. Donc de A vers O et de O vers A'

Généralement le centre optique de la lentille (le point O) est pris pour origine sur cet axe.

Donc je repose mes questions :

Que valent ici :
\bar{OF'}\,=\, ? \,\rm{m}
et
\bar{OA}\,=\,  ?\,\rm{m}

Posté par
douce87
images données par deux lentilles 23-12-12 à 14:32

Of'=0,3m
OA=1m

Posté par
Coll Moderateur
re : images données par deux lentilles 23-12-12 à 15:20



D'accord pour \bar{OF'}\,=\, +\,0,3 \,\rm{m}

Mais pas d'accord pour \bar{OA}

De O vers A on se déplace en sens inverse de celui de la propagation de la lumière...

Posté par
douce87
images données par deux lentilles 23-12-12 à 18:08

OA=-1
donc je reprend la formule
1/OA'-1/-1=1/0,3
Soit 1/OA'=1/0,3+1/-1
1/OA'=1/1,3+1,3/-1,3
1/OA'=2,3/-1,3

Posté par
Coll Moderateur
re : images données par deux lentilles 23-12-12 à 18:15

Écriture très difficile à lire

Peux-tu me donner le résultat ?

\bar{OA'}\,=\,  ?\,\rm{m}

Posté par
douce87
images données par deux lentilles 24-12-12 à 08:39

environ 1, 76

je ne sais pas mettre mes calculs comme toi .

Posté par
Coll Moderateur
re : images données par deux lentilles 24-12-12 à 08:51

1,76 quoi ?

Plusieurs méthodes pour bien écrire une formule sur le forum :

Comment bien écrire une formule sur le forum ?

Tu n'es pas obligé(e) d'employer le \LaTeX
______________

Je reprends :

Formule de conjugaison pour une lentille mince de centre O, formule dite de Descartes
Le pied de l'objet est en A
Le pied de l'image est en A'
Le foyer image est en F'
L'axe optique est orienté (dans le sens de propagation de la lumière)

\large \frac{1}{\ \bar{OA'}\ }\;-\;\frac{1}{\ \bar{OA}\ }\;=\;\frac{1}{\ \bar{OF'}\ }

Or ici :
\bar{OF'}\,=\, +\,0,30 \,\rm{m}
et
\bar{OA}\,=\, -\,1,0 \,\rm{m}

et donc

\large \frac{1}{\ \bar{OA'}\ }\;=\;\frac{1}{0,30}\;-\;\frac{1}{1,0}
______________

Je ne sais pas si tu as fait une figure. Mais avec une figure bien faite on a une excellente idée du résultat. (ma figure attend ton résultat depuis avant-hier ! ).

Les valeurs que tu annonces sont impossibles à justifier avec une construction correcte de l'image donnée par la lentille.

Posté par
douce87
images données par deux lentilles 24-12-12 à 09:30

Bonjour,

Désolée mais internet chez moi fonctionne très très mal.

Je reprends si ça ne coupe pas .

OA'=0,56m

Je prends comme echelle 1cm = 1 m
Est-ce judicieux ?

Merci de ton aide , meme si je suis longue à la détente, je prépare des cours par correspondance et des enfants à m'occuper et je peux te dire que c'est loin d'etre de la tarte mais je persiste , et je m'accroche.
.
Cordialement

Posté par
Coll Moderateur
re : images données par deux lentilles 24-12-12 à 09:42

Je cherche à t'aider et cela ne me dérange pas que tu prennes ton temps.

Mais je ne comprends vraiment pas comment tu peux trouver 0,56 m

Il s'agit de faire la soustraction de deux fractions...

\large \frac{1}{\ \bar{OA'}\ }\;=\;\frac{1}{0,30}\;-\;\frac{1}{1,0}\;=\;\frac{1,0}{0,30\,\times\,1,0}\;-\;\frac{0,30}{0,30\,\times\,1,0}\;=\;\frac{1,0\,-\,0,30}{0,30\,\times\,1,0}\;=\;\frac{0,70}{0,30}

et donc

\bar{OA'}\;=\;\frac{0,30}{0,70}

Je te laisse faire cette division et choisir la bonne unité...

Posté par
douce87
images données par deux lentilles 24-12-12 à 10:25

La on trouve pour OA'= 0,43

J'ai mélangé les additions et les multiplications j'ai fait 1+0,3 au lieu de 1X0,3 ce qui ne donne pas le meme resultat .

Merci encore de ton aide et de ta patience .

Cordialement
Passe un bon réveillon de noel .

Posté par
douce87
images données par deux lentilles 24-12-12 à 10:25

j'ai oublié l'unité c'est en metre

Posté par
Coll Moderateur
re : images données par deux lentilles 24-12-12 à 10:29

Oui, environ 0,43 m

En cadeau de Noël, la figure :

images données par deux lentilles

Joyeuses fêtes !

Posté par
douce87
images données par deux lentilles 24-12-12 à 10:44

Merci beaucoup pour ton aide .

Joyeux noel .

Posté par
Coll Moderateur
re : images données par deux lentilles 24-12-12 à 10:58

Je t'en prie. Joyeux Noël à toi aussi.
À une prochaine fois !

Posté par
douce87
images donnees par deux lentilles 24-12-12 à 18:55

Re bonjour,

Peux-tu me confirmer mon calcul STP

On place une lentille divergente L2 de distance F'=-10
à une distance de L1 telle que O1O2=30 cm
Apres calcul O2 est -il bien egale à 70 cm
Soit OA=-70 cm ou -0,7 m
ce qui donne 1/OA'=1/-0,1+1/-0,7
OA'=0,11 m

Posté par
douce87
images données par deux lentilles 24-12-12 à 18:55

zut  merci encore

Posté par
Coll Moderateur
re : images données par deux lentilles 25-12-12 à 08:42

Je suis désolé, mais je ne comprends rien à ce que tu fais.

Est-ce un nouvel exercice ?

Est-ce la suite de ce que tu as posté plus haut ? Alors pourquoi n'as-tu pas posté un énoncé complet ?

Si c'est la suite, je te demande de poster un énoncé complet et sans en changer un seul mot.
_____________

Si O2 est un point alors un point ne peut pas être égal à 70 cm

Si \bar{O_1A}\,=\,-\,1,0\;\rm{m} et si \bar{O_1O_2}\,=\,+\,30\;\rm{cm}

alors

\bar{O_2A}\;=\;\bar{O_2O_1}\,+\,\bar{O_1A}\;=\:-\;\bar{O_1O_2}\,+\,\bar{O_1A}\;=\;-\,30\;-\,100\;=\;-\,130\;\rm{cm}

Mais je ne vois pas du tout à quoi cela peut servir ! L'image donnée par une deuxième lentille n'est pas l'image de l'objet mais est l'image de l'image donnée par la première lentille...

Posté par
douce87
images données par deux lentilles 25-12-12 à 13:45

Oui excuse moi je ne savais pas pour l'énoncé entier.
Cela fait partit de la suite de l'exercice et à priori je me suis trompée encore une fois .

Posté par
douce87
images donnees par deux lentilles 25-12-12 à 22:38

Bonsoir,

Je te donne la suite de l'exercice.

On place une lentille divergente L2 de distance focale F'=-10 à une distance de L1 telle que O1O2=30 cm

Que représente l'image donnée par L1 pour L2 ? Calculer la position de l'image finale donnée par L2. Faire une construction.
effectivement comme ceci c'est plus comprehensible

Merci pour ton aide.

Cordialement

Posté par
douce87
images donnees par deux lentilles 25-12-12 à 22:48

Je trouve OA'=-0,10 environ confondu avec F' elles est bizard cette figure !!!
Quelque chose me pertube !

Je recommence .

Posté par
Coll Moderateur
re : images données par deux lentilles 26-12-12 à 07:42

Puisqu'on ajoute une deuxième lentille, il va falloir être très rigoureux pour les notations, sinon ce sera incompréhensible.

Lentille convergente L1
Centre optique : O1 d'abscisse sur l'axe optique : 0
Foyer image : F '1 d'abscisse +0,30 m
Foyer objet : F1 d'abscisse -0,30 m

Cette lentille donne de l'objet AB une image A1B1 (je change les notations et remplace A'B' par A1B1)
A : abscisse -1,0 m
le début de l'exercice a permis d'établir que
A1 a pour abscisse 30/70 m 0,429 m
___________

On ajoute la lentille divergente L2
Centre optique O2 : abscisse 0,30 m
On peut donc constater que le point O2 est confondu avec le foyer image F '1 de la première lentille (et cela sera très utile pour la construction de l'image donnée par l'ensemble ! )
Foyer image F '2 : abscisse 0,20 m (attention, c'est une lentille divergente ! )
Foyer objet F2 : abscisse 0,40 m
____________

Que réponds-tu à la question :
 

Citation :
Que représente l'image donnée par L1 pour L2 ?


Je t'ai donné des informations à ce sujet dans mon message de 8 h 42 hier.

Posté par
douce87
images données par deux lentilles. 26-12-12 à 09:03

Bonjour coll.
Encore merci de ton aide et de tes explications .
Mais je m'embrouille un peu , tu me dis :

On ajoute la lentille divergente L2
Centre optique O2 : abscisse 0,30 m
On peut donc constater que le point O2 est confondu avec le foyer image F '1 de la première lentille (et cela sera très utile pour la construction de l'image donnée par l'ensemble ! )
Foyer image F '2 : abscisse 0,20 m (attention, c'est une lentille divergente ! )
Foyer objet F2 : abscisse 0,40 m

Pourquoi le centre optique O2 abscisse 0,3m , foyer image à 0,20m et foyer Objet 0,40 m.
Le foyer image ce n'est pas -O,1m et objet 0,10m. Tu me dis attention c'est une lentille divergente .

Peux-tu m'expliquer le pourquoi d'une telle différence pour commencer par là ?

Merci .

Posté par
Coll Moderateur
re : images données par deux lentilles 26-12-12 à 10:43

Parce que je ne change pas l'origine sur l'axe.

Je conserve comme origine de l'axe le centre optique O1 qui nous a servi pour la première lentille.

Ce n'est pas gênant.

Le foyer image F '2 de la deuxième lentille se trouve bien, comme tu l'écris, à 0,10 m avant le centre optique O2 de la lentille L2 (puisque c'est une lentille divergente)

Puisque \bar{O_2F'_2}\;=\;-\,0,10\;\rm{m}

et que l'abscisse du point O2 est + 0,30 m

on trouve bien que l'abscisse du point F '2 vaut + 0,30 - 0,10 = 0,20 m
etc.

Ce qui compte ce sont les mesures algébriques des segments.
Les abscisses sont pratiques par exemple pour faire la figure.

Il faut répondre à la question :
 

Citation :
Que représente l'image donnée par L1 pour L2 ?


Posté par
douce87
images données par deux lentilles 26-12-12 à 19:50

L'image de L1 représente l'image de L2.

Donc je reprend mes calcul car mon cerveau est lent !!!
1/OA'=-1/0,2-1/1,3
1/OA'=-1,5/0,26
OA'=-0,17 m

Je fais mon schéma avec ceci pour verifier que j'ai bien pigé .

Merci

Posté par
Coll Moderateur
re : images données par deux lentilles 26-12-12 à 20:00

L'image donnée par la lentille L1 devient l'objet pour la lentille L2

Avant de te lancer dans les calculs (qui sont faux) il faut répondre aux questions suivantes :
Notant O2 le centre optique de la lentille divergente L2

Que vaut \bar{O_2F'_2} ?

Que vaut \bar{O_2A_1} ?

Je te rappelle que je nomme A1 le pied de l'image donnée de A par la lentille L1 ; l'abscisse de ce point A1 vaut 30/70 m

Avec ces bonnes valeurs, tu pourras calculer \bar{O_2A_2} et ainsi la position de l'image donnée de A par l'ensemble des deux lentilles.

Posté par
Coll Moderateur
re : images données par deux lentilles 26-12-12 à 21:11

Je ne pourrai plus te répondre avant vendredi dans l'après-midi.

Je te donne la figure et la position de l'image finale :

images données par deux lentilles

Tu dois (si tu ne te trompes pas dans les signes ! ) trouver que \bar{O_2A_2}\;=\;-\;0,45\;\rm{m}
et, en conséquence,
l'abscisse du point A2 est de -0,15 m

Selon l'expression consacrée par J-P : "Recopier sans comprendre est inutile"

Posté par
douce87
images données par deux lentilles 26-12-12 à 22:12

En fait coll j'étais partie sur ceci :
e suis désolé, mais je ne comprends rien à ce que tu fais.

Est-ce un nouvel exercice ?

Est-ce la suite de ce que tu as posté plus haut ? Alors pourquoi n'as-tu pas posté un énoncé complet ?

Si c'est la suite, je te demande de poster un énoncé complet et sans en changer un seul mot.
_____________

Si O2 est un point alors un point ne peut pas être égal à 70 cm

Si  et si

alors



Mais je ne vois pas du tout à quoi cela peut servir ! L'image donnée par une deuxième lentille n'est pas l'image de l'objet mais est l'image de l'image donnée par la première lentille...


Ensuite j'ai inscrit le reste de l'enoncé au complet.
En fait par ma faute cela m'a perturbé dans l'exercice .
J'ai fait la construction et elle est bien différente!! Ce que je ne comprends pas, c'est que la deuxième lentille est divergente alors que la première et convergente .Dis moi pourquoi F'1 et F'2 sont positif alors que pour la lentille divergente F'2=-10cm.
Je ne sais pas si je suis claire , j'ai besoin de bien comprendre et je peux attendre Vendredi.
Merci pour tes explications je vais chercher sur internet pour comprendre encore mieux cet exercice .

Encore merci.

Cordialement.

Posté par
Coll Moderateur
re : images données par deux lentilles 28-12-12 à 14:17

Il est impossible de faire un exercice sans avoir appris le cours correspondant.

Tu ne savais pas qu'il faut obligatoirement employer les mesures algébriques des segments.
Tu dis ne pas connaître la différence entre une lentille convergente et une lentille divergente.

N'as-tu pas de cours ?

Posté par
douce87
images données par deux lentilles 30-12-12 à 09:09

Bonjour coll,

si j'ai des cours mais ils sont sommaires .
Je suis obligée de compléter avec d'autres livres ou chercher des explications sur le net .

Si tu veux pour moi dans l'ennoncé F' est à -10 cm .
Donc je l'ai positioné à -10cm ou -0,1m, et la lentille a -130 cm ou 1,3m.
Les calculs que tu as fait ne me sont pas expliqués dans mes cours .
Imagine la difficulté si je n'ai pas tout.
Si tu as un cours la dessus je suis preneuse .

Merci en tout cas .

Cordialement

Posté par
Coll Moderateur
re : images données par deux lentilles 30-12-12 à 14:32

Ce qu'il faut absolument savoir :
. l'axe optique est orienté ; généralement dans le sens de propagation de la lumière depuis l'objet ; souvent les schémas sont faits avec l'objet à gauche et donc l'axe optique orienté de la gauche vers la droite (c'est le cas de mes deux dessins ci-dessus)
. sur l'axe optique une origine des abscisses est définie ; ici j'ai choisi le centre optique O1 de la première lentille
. il faut obligatoirement utiliser les mesures algébriques des segments : donc, la longeur du segment avec le signe + si de l'origine vers l'extrémité on se déplace dans le sens positif de l'axe optique et le signe - sinon.
. la distance focale d'une lentille convergente est positive ; ici \bar{O_1F_1'}\,=\, +\,0,30 \,\rm{m}
. une lentille convergente qui reçoit des rayons parallélement à l'axe optique les fait converger vers le foyer image ; c'est le rayon rouge de mes dessins ; après avoir traversé la lentille il passe par le foyer image F1'
. la distance focale d'une lentille divergente est négative ; ici \bar{O_2F_2'}\,=\, -\,0,10\,\rm{m}
. les rayons qui arrivent parallélement à l'axe optique sur une lentille divergente, après avoir traversé la lentille, divergent depuis le foyer image : c'est le cas du rayon bleu du deuxième dessin ; après la lentille il semble provenir du foyer image F2'
. aussi bien pour une lentille convergente que pour une lentille divergente, un rayon qui passe par le centre optique n'est pas dévié ; c'est le cas du rayon vert pour le premier dessin et du rayon rouge pour la deuxième lentille dans le deuxième dessin
. pour une lentille convergente, un rayon qui passe par le foyer objet sort de la lentille parallélement à l'axe optique ; c'est le cas du rayon bleu pour la première lentille.

Je t'ai rappelé plus haut la loi de conjugaison, qui doit obligatoirement être appliquée avec les mesures algébriques.

Fais cela et tu n'auras plus de difficulté avec l'optique géométrique.

Posté par
douce87
images données par deux lentilles 31-12-12 à 10:53

BONJOUR,

Merci pour tes explications claires et pour m'avoir accordé un peu de ton temps .
Passe un bon réveillon de fin d'année et rendez-vous en 2013.

Encore merci.


Cordialement

Posté par
Coll Moderateur
re : images données par deux lentilles 31-12-12 à 13:49

Je te souhaite à toi aussi "une bonne fin d'année"...
____________

Mais je reste disponible pour bien terminer cet exercice.
Tu as les deux schémas, j'aimerais savoir si tu es d'accord avec l'un comme l'autre.
J'aimerais aussi que tu saches confirmer par le calcul la position de l'image finale A2B2

Posté par
douce87
images données par deux lentilles 02-01-13 à 17:59

Bonsoir et bonne année,

je ne trouve pas comme toi pour A2', je trouve -0,09 ou -0,1
avec O2F2=0,1 et O2A1=-1,3
Ce qui me donne une image bien differente de la tienne .
J'ai au final O2A2'à 0,1.
Comment as-tu trouvé -O,45 pour O2A2' ?

En revanche je suis d'accord avec le premier schéma .

Merci

Posté par
Coll Moderateur
re : images données par deux lentilles 02-01-13 à 18:17

Première lentille
Elle est convergente, de distance focale 0,30 m
Son centre optique O1 est pris comme origine des abscisses sur l'axe optique
Elle donne de l'objet AB une image A1B1

Formule de conjugaison pour une lentille mince de centre O1, formule dite de Descartes
Le pied de l'objet est en A
Le pied de l'image est en A1
Le foyer image est en F1'
L'axe optique est orienté (dans le sens de propagation de la lumière)

\large \frac{1}{\ \bar{O_1A_1}\ }\;-\;\frac{1}{\ \bar{O_1A}\ }\;=\;\frac{1}{\ \bar{O_1F_1'}\ }

Or ici :
\bar{O_1F_1'}\,=\, +\,0,30 \,\rm{m}
et
\bar{O_1A}\,=\, -\,1,0 \,\rm{m}

et donc

\bar{O_1A_1}\,=\,\frac{30}{70} \approx \; +\,0,4286 \,\rm{m}

______________

Deuxième lentille
Elle est divergente, de distance focale -0,10 m
Son centre optique O2 est à l'abscisse 0,30 m
Elle donne de l'objet (virtuel) A1B1 une image A2B2

\large \frac{1}{\ \bar{O_2A_2}\ }\;-\;\frac{1}{\ \bar{O_2A_1}\ }\;=\;\frac{1}{\ \bar{O_2F_2'}\ }

Or ici :
\bar{O_2F_2'}\,=\, -\,0,10 \,\rm{m}
et
\bar{O_2A_1}\,\approx\, 0,4286 - 0,30 \approx +\; 0,128 6 \,\rm{m}

et donc

\bar{O_2A_2}\, \approx \; -\,0,450 \,\rm{m}

C'est-à-dire que le point A2 a pour abscisse 0,30 - 0,45 = -0,15 m (comme sur la figure que j'ai faite ! )

Posté par
douce87
images données par deux lentilles 02-01-13 à 20:20

Décidement j'étais encore a coté de la plaque je n'ai pas pris en compte les valeurs de de la lentille L1 je suis partie sur les valeurs de la lentille L2 seule.

Je vais completer mes cours par des livres que je vais acheter sinon quand ça va se compliquer se sera dur dur.

Posté par
Coll Moderateur
re : images données par deux lentilles 02-01-13 à 20:24

L'image A1B1 donnée par la lentille L1 devient l'objet pour la lentille L2



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