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La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un microscope

Posté par
Gata213
09-02-17 à 22:10

Bonjour, je suis en première S et j'ai une résolution de problèmes de Physique à rendre pour la rentrée et  je n'y arrive vraiment pas..
Voici le Problème: Quel est la taille réelle d'une bactérie sachant qu'une bactérie mesure 3,0mm sur la photo ?

Données : Une lentille convergente L1,
de centre optique O1 et de vergence C1=50, représente l'objectif

Une autre lentille convergente L2, de centre optique 02 et de vergence C2 représente l'oculaire.

O1A=-2,30 cm, ça représente la distance entre la plaque de verre et le centre optique de l'objectif.

Il faut que l'image intermédiaire A1B1 soit placée telle que A1 soit confondu avec F2 pour que l'image définitive A'B' soit rejetée à l'infini à gauche de l'oculaire.
  
Voici ce que j'ai fait pour l'instant :
A'B'=3mm
O1A=-3,2cm=-32mm
O1F'1=20mm
O1A1=?
1/O1A1 -1/O1A=1/OF'1
1/O1A1-1/-32=1/20
1/O1A1=1/20+1/-32
1/O1A1=[-32+20]/640
O1A1=53mm

Voilà pouvez vous m'aider svp, je suis perdu..

MERCI d'avance!

Posté par
picard
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 10-02-17 à 11:55

Bonjour.

Quelle est la distance entre O1 et l'objet AB ? Il y a une erreur quelque part dans ce que vous écrivez...

Citation :
O1A=-2,30 cm, ça représente la distance entre la plaque de verre et le centre optique de l'objectif.
En lisant ceci, je vois : \bar{O_1A} = - 2.3  cm
Mais plus loin, vous écrivez...
Citation :
Voici ce que j'ai fait pour l'instant :
A'B'=3mm
O1A=-3,2cm=-32mm
O1F'1=20mm
Et là, je vois  : \bar{O_1A} = - 3.2  cm...

Alors, est-ce 3.2 cm ou 2.3 cm ?

A vous.

Posté par
picard
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 10-02-17 à 12:02

D'autre part, il manque manifestement certaines données : soit la distance focale de l'oculaire du microscope, càd O2F'2, soit le grossissement du microscope, soit la position de l'appareil photo qui a pris le cliché, soit un schéma du dispositif...

Il faut donner la TOTALITE de l'énoncé (figures comprises).

A compléter !

Posté par
Gata213
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 11-02-17 à 13:36


Merci pour votre remarque, effectivement j'ai commis une erreur en recopiant l'énoncé , O1A vaut bien -2.30 cm et non -3.2 cm.
Du coup O1A1 devrait valoir -0.0065mm
Par contre je n'ai pas d'autre données malheureusement  à part la représentation de l'image définitive à travers le microscope, notée A'B' mais je ne vois pas comment vous  la décrire. A'B' se retrouve renversé avant la lentille 1, donc avant O1..

Merci pour votre aide)

Posté par
Priam
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 11-02-17 à 18:28

Comment peux-tu trouver cela pour O1A1 ? Je trouve 153 mm.

Posté par
Gata213
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 11-02-17 à 19:36

Encore une erreur de ma part, j'ai calculé 1/O1A1 et non O1A1

Posté par
Priam
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 11-02-17 à 19:50

D'accord.

Posté par
picard
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 12-02-17 à 19:20

Même après cette correction, il manque des données pour terminer l'exercice.

On ne peut rien tirer de la taille de la photo de la bactérie (3 mm) sans connaitre les conditions dans lesquelles cette photo a été prise.

Si on dispose d'une photo de la tour Eiffel, ce n'est pas la hauteur qu'elle a sur le cliché qui permettra de déterminer sa taille réelle.

Postez l'INTEGRALITE de l'énoncé, photo comprise.

Posté par
Gata213
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 15-02-17 à 11:54

Voici le schéma du microscope

La véritable taille d\'une bactérie par le biais d\'un micros

Posté par
Gata213
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 15-02-17 à 12:43

Je ne comprend pas non plus ce sont les seuls données qui m'ont été donné:

Les microscopes sont des instruments très fréquemment utilisés en biologie pour observer des micro-organismes.
Quel est la taille réelle d'une bactérie sachant qu'une bactérie mesure 3,0 mm sur la photo ci-contre?

Document 1: Principe et caractéristiques du microscope optique
On utilise un modèle simplifié pour comprendre le principe du microscope: une lentille convergente L1, de centre optique O1 et de vergence C1= 50, représente l'objectif et une autre lentille convergente L2, de centre optique O2 et de vergence C2, représente l'oculaire.

Document 2: Schéma et constituant d'un microscope
(je n'ai pas réussit à mettre l'image)

Document 3: Quelques données

-La distance entre la plaque de verre et le centre optique O1 de l'objectif est égale à 2,30 cm de telle sorte  que O1A=-2,30 cm.

-Un œil normal peut observer un objet sans accommoder si l'image se forme à l'infini. Il parait donc logique que pour que l'image définitive A'B' soit rejetée à l'infini à gauche de l'oculaire, il faut que l'image intermédiaire A1B1 soit placée telle que A1 soit confondu avec F2.

-L'image définitive à travers le microscope, notée A'B', est représentée sur le document 4.
(Voir message précédent)

Posté par
Gata213
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 15-02-17 à 12:45

Je crois , qu'il me manque comme donnée la distance focale de l'oculaire et je ne l'ai pas

Posté par
Gata213
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 15-02-17 à 12:55

A'B'/AB = O2A'/O2A1
On connait AB=3,0mm

1/O2A' - 1/O2A1 = 1/O2F2

On sait que O2A1 = O2F2

Posté par
Gata213
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 15-02-17 à 12:57

:?

Posté par
Priam
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 15-02-17 à 15:22

Si tu voulais malgré tout continuer le calcul, tu pourrais choisir, pour la vergence de l'oculaire, 40 dioptries.

Posté par
Gata213
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 15-02-17 à 15:46

Pourquoi, 40?

Posté par
Priam
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 15-02-17 à 15:58

C'est simplement une valeur acceptable.

Posté par
Gata213
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 15-02-17 à 16:01

Mon résultat ne saura pas faussé si j'utilise une valeur quelconque pour la vergence?

Posté par
Priam
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 15-02-17 à 16:13

Il sera certes différent si la vergence réelle de l'oculaire avait une autre valeur. Mais comme on ne connaît pas celle-ci. . . .
Il faudrait par ailleurs, comme l'a déjà observé picard, avoir des précisions sur la réalisation de la photo de la bactérie vue à travers le microscope.

Posté par
picard
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 15-02-17 à 19:06

Dans votre premier message il est écrit...

Citation :
Il faut que l'image intermédiaire A1B1 soit placée telle que A1 soit confondu avec F2 pour que l'image définitive A'B' soit rejetée à l'infini à gauche de l'oculaire.
...mais dans votre message du 15/02 à 11 h 54, on voit sur le schéma  que l'image A'B' n'est pas rejetée à l'infini ???

Je continue de m'interroger sur la teneur exacte de l'énoncé...
     -le schéma que vous avez joint est-il donné dans l'énoncé ou bien est-ce vous qui l'avez tracé ?
     -ce schéma est-il complet ? On n'y voit pas la lentille L2 sur le schéma mis en ligne, mais la voit-on sur le schéma de l'énoncé ? Cela changerait pas mal de chose !
     -en analysant ce schéma est en y effectuant des évaluations de longueurs, je remarque que AB = 3 mm ; or, dans votre premier message vous parliez d'une bactérie mesurant 3 mm sur la photo... Y a-t-il un schéma ET une photo, ou bien avez vous confondu l'image A'B' et l'objet AB ?
     -et la photo de la bactérie, où est-elle ?


Pour mettre en ligne la totalité des schémas ou des photos de l'énoncé, photographiez ou scannez le schéma et la photo et commencez par les coller dans Paint ; recadrez les parties utiles à l'aide de Paint et enregistrez les sous un des formats accepté par l'Ile (jpeg, png ou gif). En procédant ainsi, on parvient à obtenir des fichiers beaucoup moins volumineux et on peut alors les insérer au post.

Posté par
Gata213
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 15-02-17 à 19:42

J'ai donné toutes les données de l'énoncé, le schéma appartient bien à l'énoncé et  la lentille  convergente 2 n'est pas schématisé .
A'B'=3,0mm
La photo de la bactérie n'apporte aucune information, ce n'est qu'une image.

Posté par
Gata213
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 15-02-17 à 20:14

Voici la photo de la bactérie

La véritable taille d\'une bactérie par le biais d\'un micros

Posté par
Gata213
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 15-02-17 à 20:20

Voici le document 2, désolé pour la mauvaise qualité..


La véritable taille d\'une bactérie par le biais d\'un micros

Posté par
Gata213
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 15-02-17 à 20:21

Je n'ai à présent aucune autre information que je ne vous ai indiqué

Posté par
picard
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 16-02-17 à 15:04

Dans ce cas, il faut essayer de s'en tirer avec les données disponibles.

Partez du schéma proposé par l'énoncé.

Construisez l'image A1B1 de AB par (L1) (tracé rouge sur l'image jointe).

Une fois tracée l'image A1B1, et connaissant la position et la taille de A'B', il est possible de retrouver la position de la lentille (L2) (tracé vert sur l'image).

Le valeurs numériques devront être déduites du schéma réalisé, d'où la nécessité d'y apporter le plus grand soin.

Remarquez aussi les incohérences entre les différentes informations de l'énoncé...

Citation :
Il faut que l'image intermédiaire A1B1 soit placée telle sorte que A1 soit confondu avec F2 pour que l'image définitive A'B' soit rejetée à l'infini à gauche de l'oculaire.
...cela est en contradiction avec la figure proposée dans laquelle on n'est pas dans la position afocale !

Moralité, à énoncé bancal, solution approximative !

Bon courage.

La véritable taille d\'une bactérie par le biais d\'un micros

Posté par
Gata213
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 16-02-17 à 15:18

Je vous remercie  pour votre aide , seulement je ne comprends pas, comment avez-vous trouvé la position de la lentille (L2)?

Posté par
picard
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 16-02-17 à 15:27

Pour obtenir O2, tracez le rayon B'B1, il coupe l'axe optique en O2.

Tracez alors la lentille (L2).

Pour obtenir F'2, tracez un rayon passant par B1 et de direction parallèle à l'axe optique ; ce rayon frappe la lentille (L2) en un point M (je n'ai pas nommé ce point sur le schéma que j'ai joint). Tracez le rayon B'M et prolongez le au delà de M, il coupe l'axe optique au point F'2, foyer image de (L2).

Il ne reste plus qu'à placer F2, symétrique de F'2 par rapport à (L2).


Je vais m'aérer un peu, je me reconnecterai ce soir, en attendant, vous devriez pouvoir avancer.

Posté par
Gata213
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 16-02-17 à 19:59

Je comprend votre raisonnement et félicite votre perspicacité, seulement  pour que le rayon passe par B'B1 ; comment avez vous trouver la hauteur de A1B1?
Puis sur le schéma, A'B' à l'aire de faire plus que 3 mm, ceci ne devrait pas fausser la place de L2.

Posté par
picard
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 16-02-17 à 20:41

Citation :
comment avez vous trouvé la hauteur de A1B1?        
On peut le faire graphiquement ou en utilisant la formule du grandissement : 1 = O1A1 / O1A = A1B1 / AB (je vous réponds avec un téléphone alors, je fais au plus simple, pas d'indice ni de mesures algébriques).

Citation :
sur le schéma, A'B' a l'air de faire plus que 3 mm, ceci ne devrait pas fausser la place de L2.
Le schéma est à une échelle verticale bien plus grande que la réalité ! Heureusement car sinon, on ne pourrait pas voir cette fichue bactérie !

On peut sans doute travailler à l'échelle 1 le long de l'axe optique (c à d horizontalement), mais il faut prendre une échelle très supérieure à 1 pour la taille des objets et des images
(c à d verticalement).

Posté par
Gata213
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 16-02-17 à 22:11

Merci pour votre aide précieuse!

Posté par
Gata213
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 16-02-17 à 23:21

Citation :
en utilisant la formule du grandissement : 1 = O1A1 / O1A = A1B1 / AB


Le grossissement ne m'indique pas la taille de A1B1

Posté par
picard
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 17-02-17 à 08:14

Citation :
Le grossissement ne m'indique pas la taille de A1B1      
Attention, ne confondez pas grossissement et grandissement, ce sont des notions différentes.

Votre remarque est pertinente ; privilégiez donc la méthode graphique.

Posté par
Gata213
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 17-02-17 à 10:23

Pouvez-vous m'indiquer svp, comment utiliser la méthode graphique pour trouver la taille A1B1?

Posté par
picard
re : La véritable taille d'une bactérie par le biais d'un micros 17-02-17 à 12:31

Sur le schéma, tracé avec le plus grand soin possible, mesurez A'B' et A_1B_1 à l'aide d'un double décimètre le plus précis possible (j'insiste sur le soin et la précision !).

En déduire le grandissement \gamma_2 de la lentille (L2).

D'après les calculs faits plus haut, vous connaissez \bar{O_1A_1} et \bar{OA} ; déduisez alors le grandissement \gamma_1 de la lentille (L1), \gamma_1 = \dfrac{\bar{O_1A_1}}{\bar{OA}} = -6.5



On oublie maintenant le schéma pour ne plus se préoccuper que de la réalité...
Quelle que soit l'échelle du schéma, les valeurs des grandissements \gamma_1 et \gamma_2 restent les mêmes (puisqu'elles sont définies par des rapports )et on peut donc écrire :

     pour (L2)    \gamma_2 = \dfrac{\bar{A'B'}}{\bar{A_1B_1}} soit : \bar{A_1B_1} = \dfrac{\bar{A'B'}}{\gamma_2}   (relation 2)

     pour (L1)    \gamma_1 = \dfrac{\bar{A_1B_1}}{\bar{AB}} soit : \bar{AB} = \dfrac{\bar{A_1B_1}}{\gamma_1}     (relation 1)

En combinant les relations 1 et 2, on a donc :
\bar{AB} = \dfrac{\dfrac{\bar{A'B'}}{\gamma_2}}{\gamma_1}    
soit encore : \bar{AB} = \dfrac{\bar{A'B'}}{\gamma_1 \gamma_2}}  

Sachant que, sur la photo, A'B' = 3  mm, et connaissant les valeurs de \gamma_1 et \gamma_2, vous pourrez déduire la taille réelle de la bactérie



Cette solution est un peu du bricolage, mais on ne peut rien faire d'autre avec cet énoncé...



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