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lentilles minces: optique (2)

Posté par
arwen94
03-02-13 à 09:11

re bonjour a tous, alors voici le second exercice pour lequel je rencontre quelques difficultés, je n'ai réussie qu'à répondre a la premiere question, j'espère que vous pourrez m'aider en vous remerciant d'avance pour votre temps.

on considère une lentille mince convergente L de centre optique O et de distance focale image f', un objet étendu AB et A'B' l'image de cet objet au travers de la lentille.
1) rappeler les formules de conjugaison et du grossissement pour une lentille mince. ces formules sont t-elles applicables pour ce type de lentille?
2)pourquoi: a-A'B' est a l'infini si AB est dans le plan objet.
b-A'B' est dans le plan focal image si AB est à l'infini.
c- si AB est avant la lentille et A'B' après, alors l'image est renversée.
d-si AB et A'B' se trouvent avant la lentille, alors l'image est droite.
3)il existe une autre formule de conjugaison que celle de descartes. si on utilise les foyers objet et image f et f' d'une lentille mince comme origine au lieu du centre optique O, on obtient alors une formule appelée formule de newton. en effectuant ce changement d'origine, établir la relation, en valeurs algébriques, entre FA,F'A' et F'.
4)on considère une lentille mince telle que f'=3,0 cm, un objet AB situé à gauche du foyer objet F (a une distance d de celui ci), une image A'B' située à droite du foyer image (à une distance D de celui ci)
a- exprimer D à partir des formules de descartes.
b-la formule du 3 n'est-elle pas plus adaptée? justifier.
c-on donne d=5,0cm, calculer D en mètre.
d- calculer le grossissement obtenu.
e- caractériser l'image A'B'.
5) même lentille que pour la question 4): determiner par construction la position d'un objet AB et d'une image A'B' par rapport au centre O de la lentille, =-3 puis avec =+3

Edit Coll : niveau modifié

Posté par
arwen94
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 09:15

excusez moi, c'est de niveau première je n'es pas fait attention

Posté par
Coll Moderateur
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 09:50

Bonjour,

La question 1 est simplement une question de cours.

La question 2 doit être résolue en s'appuyant, pour chaque question (2a à 2d), sur la formule de conjugaison de Descartes.

Posté par
arwen94
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 10:12

le probleme c'est que je ne comprends pas les histoires d'infini et de plus ou moins l'infini :s

Posté par
Coll Moderateur
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 10:15

Peux-tu répondre à la première question ?

Posté par
arwen94
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 10:21

1) formule de conjugaison: 1/OA'-1/OA=1/OF'=1/F'
grossissement: A'B'/AB=OA'/OA

Posté par
Coll Moderateur
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 10:25

Oui, attention ! ! Si tu n'utilises pas les mesures algébriques des segments tu ne pourras pas faire l'exercice ! !

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'}\ }


Grandissement \normalsize \gamma
L'objet est AB
L'image est A'B'

\large \gamma\;=\;\frac{\bar{A'B'}}{\bar{AB}}\;=\;\frac{\bar{OA'}}{\bar{OA}}

Posté par
arwen94
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 10:32

le probleme c'est que je ne comprends pas comment on peut parler d'infini avec ces formules, je n'es pas compris cette partie quand je l'ai lu dans mon cours et j'avoue que je suis totalement perdue

Posté par
Coll Moderateur
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 12:56

Que vaut 1 / ?

Posté par
arwen94
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 13:01

sa fait 0

Posté par
Coll Moderateur
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 13:44

Oui, cela fait 0

Alors, que réponds-tu à la question 2a (et également, pendant que tu y es à la question 2b) ?

Posté par
arwen94
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 13:50

pour la a) je dirais faux et pour la B) vrai

Posté par
Coll Moderateur
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 14:00

On ne te demande ni si c'est faux ni si c'est vrai.

On te demande "Pourquoi" ?

Il faut expliquer les quatre affirmations (toutes vraies) de la question 2 (commence par les deux premières), bien sûr en s'appuyant sur la réponse de la première question...

Posté par
arwen94
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 14:30

a) Si l'objet AB est dans le plan focal objet alors l'image est rejetée à l'infini avec A' dans la direction du centre optique et B' dans la direction du rayon passant par le plan focal image
b)si AB est à l'infini, f'=A' et le rayon passant par le centre optique ne dévie pas, je ne sais pas trop ce que je pourrais dire

Posté par
Coll Moderateur
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 14:33

Je pense, comme je te l'ai déjà écrit,

Citation :
La question 2 doit être résolue en s'appuyant, pour chaque question (2a à 2d), sur la formule de conjugaison de Descartes.


Que tu dois justifier ces affirmations de la question 2 en te "servant" de la relation de conjugaison rappelée à la première question.

Un énoncé, s'il est bien construit, a une logique ; la deuxième question suit toujours la première !

Posté par
arwen94
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 14:48

a-avec la relation de conjugaison si 1/(/OA')=0 sa ne laisse que -1/(/OA)=1/f' donc que (/OA)=1/f'
b- si 1/(/OA)=0 alors 1/(/OA')=1/f'
donc (/OA')=f' donc dans le plan focal image

Posté par
Coll Moderateur
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 14:58

Je t'ai dit (je ne redirai plus) que si tu ne fais pas attention aux signes, si tu ne prends pas en compte donc les mesures algébriques, tu ne peux pas faire d'optique géométrique.
_________

\frac{1}{\ \bar{OA'}\ }\;=\;0

Donc \bar{OA}\;=\;-\,f'

f ' est positif, c'est la distance focale d'une lentille convergente.

Donc \bar{OA} est négatif

Ce qui fait que le point A est confondu avec le foyer objet puisque \bar{OF}\;=\;-\,f'
__________

2b : oui, A' est confondu avec le foyer image F '
__________

Questions 2c et 2d
En t'appuyant sur les relations de grandissement (et en faisant attention aux signes ! ! ! )

Posté par
arwen94
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 15:10

oui mais je n'arrive pas a mettre les signes mais sur ma copie je n'oublie pas
c- OA' est positif et OA est negatif donc d'apres la formule du grossissement est inferieur a 0 ce qui veut dire que l'image est renversée
d-OA' et OA sont négatif et d'apres la formule du grossissement, est superieur a 0 donc l'image est droite

Posté par
Coll Moderateur
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 16:53

Presque bon (mais avec une question de vocabulaire...)

Citation :
c - OA' est positif et OA est negatif donc d'apres la formule du grandissement est inférieur à 0 ce qui veut dire que l'image est renversée
d - OA' et OA sont négatifs et d'après la formule du grandissement, est supérieur à 0 donc l'image est droite

__________

Là il va falloir que tu te retrousses les manches... (surtout fais attention aux signes ! ! )

\bar{OA}\;=\;\bar{OF}\,+\,\bar{FA}

\bar{OA'}\;=\;\bar{OF'}\,+\,\bar{F'A'}

\bar{OF'}\;=\;f'\;=\;-\,\bar{OF}

Je t'indique ce que tu dois démontrer : la relation de conjugaison de Newton (en partant de la relation de conjugaison de Descartes rappelée à la première question, évidemment) :

\large \bar{FA}.\bar{F'A'}\;=\;-\,{f'}^2

Posté par
arwen94
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 17:27

1/(OA')-(1/(OA))=1/f'
(1/(OF'+F'A'))-(1/(FA-F'))=1/OF'
(FA-F'A'-2xF')/((FA-F')x(F'A'+F'))
par developpement FA-F'A'=FAxF'A'+FAxF'-F'A'xF'-F'^2
par simplification F'A'xFA=-F'^2
je ne sais pas comment mettre les barres au dessus par contre

Posté par
Coll Moderateur
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 18:17

La quatrième ligne est incomplète.
Mais je crois que ce que tu as fait est bon.
C'est bien !
____________

Pour ton information (mais c'est un peu fastidieux) :

Pour écrire une mesure algébrique, par exemple \bar{OA}
. tu tapes \bar{OA}
. tu sélectionnes cela
. tu cliques sur le petit bouton LTX qui se trouve en bas du cadre d'écriture au-dessus de "Aperçu"
. cela place des balises [tex][/tex] autour de la sélection
. comme ceci : [tex]\bar{OA}[/tex]

N'oublie pas de vérifier avec "Aperçu" avant de poster.
____________

Que proposes-tu pour la question 4 ?

Posté par
arwen94
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 18:35

pour la 4)a) 1/ \bar{OA'}-1/\bar{OA}=1/F'
de cette façon c'est un peu long car je n'es pas toute les touches mais sa peu toujours m'être utile merci!
ensuite j'ai fais: 1/(D+xf')-1/(d+xf)=1/f'
1/f'+1/(d+xf)=1/(D+xf')
f'+(d+xf)=D+xf'
D=(f'+(d+xf))/xf'
b)F'A'xFA=-f'2
Dxd=-f'2
c) j'ai utilisée la formule: D=-f'2/d
d) j'ai utilisée la formule de grandissement et sa ma donné: OA'/OA=(D+xf')/(d+xf)=2,4
e) l'image est droite

Posté par
Coll Moderateur
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 18:59

Je ne suis pas bien d'accord avec ce que tu présentes.

Pour 4a et 4b, on trouve évidemment le même résultat, mais instantanément pour 4b et un peu laborieusement pour 4a

Pour 4c : pas d'unité = pas de résultat en physique ! !

Pour 4d :

Quand on utilis la relation de conjugaison de Newton (avec les origines aux foyers) on utilise pour le grandissement :

\large \gamma\;=\;\frac{\bar{FO}}{\bar{FA}}\;=\;\frac{\bar{F'A'}}{\bar{F'O}}

Pour 4e : et les signes ?

Posté par
arwen94
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 19:15

a)il y a un moyen plus court de le faire?
b) j'ai utilisée la formule qu'on avait trouvé auparavant, (je sais pas si c'est ce qu'il faut faire)
c) l'unité de D est le mètre
e) de signe positif?

Posté par
Coll Moderateur
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 20:02

4a : si on adopte la définition rigoureuse de distance (une "distance" est toujours positive), l'énoncé dit "distance d" et "distance D"
Il est obligé de dire "à gauche" et "à droite" car il n'a plus les signes comme il les aurait en employant non pas les distances mais les mesures algébriques.

Alors de

\large \frac{1}{f'\,+\,D}\;+\;\frac{1}{f'\,+\,d}\;=\;\frac{1}{f'}
tu peux déduire
d.D = f '2

(le produit de deux valeurs positives ne peut être que positif ! )

4b : de la relation de conjugaison de Newton :
\bar{FA}.\bar{F'A'}\;=\;-\,f'^2
Or
\bar{FA}\;=\;-\,d
et
\bar{F'A'}\;=\;+\,D

tu en déduis immédiatement
d.D = f '2

Peux-tu recommencer 4c, 4d et 4e ?

Posté par
arwen94
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 20:10

c) précédemment on a vu: Dxd=-f'^2
donc D= (-f'^2)/d  je convertie d et f' en mètre
d) je ne comprends pas ce que je dois modifier par rapport à ce que j'ai fais

Posté par
Coll Moderateur
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 20:15



4c : voudrais-tu bien faire l'application numérique ?

Posté par
arwen94
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 20:24

c) D=-(3,0x10-2)2/(5,0x10-2)

Posté par
Coll Moderateur
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 20:31



Ou bien tu utilises les distances (qui sont toujours positives) et nous avons démontré que
d.D = f '2

Ou bien tu utilises les mesures algébriques pour employer la relation
\bar{FA}.\bar{F'A'}\;=\;-\,{f'}^2
et dans ce cas
\bar{FA}\;=\;-\,0,05\,\rm{m}

Un mélange des deux méthodes ne peut conduire qu'à l'erreur !

Posté par
arwen94
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 20:44

c) je trouve que D= 5,0x10-2 m

Posté par
Coll Moderateur
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 20:49

Je ne comprends pas d'où sort cette valeur.

Peux-tu donner tout le détail de ce calcul ?
. Relation littérale
. Pour chaque grandeur la valeur que tu utilises (avec le signe et l'unité)
. L'application numérique
. Le résultat numérique (avec son signe éventuel et son unité)

Posté par
arwen94
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 20:57

Dxd=-f'^2
D=(-f'^2)/d avec f' et d négatifs
ah autant pour moi! je me suis trompé pour la valeur de f' je croyais que c'etait 5 cm mais c'est 3 cm, donc je refais le calcul:
D=(-3,0x10-2)2/(-5,0x10-2)

Posté par
Coll Moderateur
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 21:02

Je désespère...

Mais si tu ne lis pas ce que j'écris il n'y a aucune chance d'y arriver !

Citation :
Ou bien tu utilises les distances (qui sont toujours positives) et nous avons démontré que
d.D = f '2


d = 5 cm = 0,05 m
f ' = 3 cm = 0,03 m

D = ?
 

Posté par
arwen94
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 21:06

je lis je t'assure mais je ne comprends pas ce qu'il faut faire pour cette question et ce que je ne fais pas de bien

Posté par
Coll Moderateur
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 21:10

Il faut appliquer :
. soit la relation de conjugaison de Descartes (en utilisant évidemment les mesures algébriques)
. soit la relation de conjugaison de Newton qui normalement s'utilise avec des mesures algébriques,
mais que ton énoncé t'a fait démontrer avec des distances
Donc trois méthodes possibles. Mais si tu mélanges ces méthodes, le résultat sera faux.

J'ai presque tout fait (la méthode Newton avec distances) dans mon message de 21 h 02

Posté par
arwen94
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 21:13

d'accord merci beaucoup je vais essayer de le faire

Posté par
Coll Moderateur
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 21:46



Plus d'une demi-heure pour faire une division ? Cela me semble exagéré, je ne sais pas ce que tu en penses.
Si tu as réussi à faire cette division d'ici demain matin, je lirai le résultat. Ou peut-être plus tard.

Bonne nuit !

Posté par
arwen94
re : lentilles minces: optique (2) 03-02-13 à 22:18

désolé je ne pouvais pas répondre avant, j'ai fait 0,032/0,05

Posté par
Coll Moderateur
re : lentilles minces: optique (2) 04-02-13 à 07:27

Relis mon message de 20 h 49 : j'attends une valeur numérique (avec son signe éventuel et son unité).

Merci.



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