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microscope réel modélisé

Posté par
lachtite25
01-11-07 à 16:13

l'énoncer : L'intervalle optique d'un microscope est de 160 mm.
Son objectif est modélisé par une lentille de diamètre égal à 8.0 mm et de grandissement = à 10; on notera O1 son centre optique et f'1 sa distance focale.
l'oculaire est modélisée par une lentille de grodissement = a 5.0 et de cntre optique O2 et d e distance focale f'2.

1) Calculer f'2 sachant que le grossissement d'un oculliare est egal au rapport du diammetre apparant ' de l'image finale par le diametre apparant pp de l'image intermédiaire observée directement a une distance de 25.0 cm.


moi j'ai fait G = '/ pp

avec pp = AB / Dpp
     '= A1B1 / f'2

Goc = A1B1/ f'2 * Dpp/ AB

Goc = ob * Dpp / f'2

f'2 = ob * Dpp / Goc

f'2 = (8.0 * 250) / 5.0

2)représenter le microscope a l'échelle 1
j'ai un peu de ma car c'est trop petit :s

3) a. on observe un objet AB de taille égale à 1.0 mm. Calculer la distance AO1 et la taille de l'image intermédiaire A1B1
mon problème c'est que je n'arrive pas a trouver AO1  
j'ai beau tout essayer je n'y arrive pas ...


pour A1B1 : = A1B1 / AB
A1B1 = * AB
                        = 10 * 1
                        = 10 mm

b. Representer EB etA1B1 sur le schema

4) Calculer f'1
G = f'2/f'1
f'1 = f'2/ G
                        = 400/5
                        = 80 mm

5) Calculer le diamètre apparant sous lequel AB est observé à travers le microscope
je ne peux pas car je n'ai pas la distance AO1
car je veux faire  : = AB/ AO1

6)Calculer le diamètre du cercle oculaire
Doc/ f'2 = Dob / f'1
Doc = f'2 / f'1 * Dob
                        = Dob/ G
                        = 8/5
                        = 1.6 mm

7) dessiner la marche d'un rayon partan de A

8) Dessiner la marche du rayon incident partant de B et passant par O1

Posté par
Coll Moderateur
re : microscope réel modélisé 01-11-07 à 21:34

Bonsoir,

Où se trouve l'image intermédiaire A1B1 puisque l'image finale est à l'infini ?

En conséquence, que vaut ' (en fonction de la dimension de cette image intermédiaire et de la distance focale de l'oculaire) ?

Quel serait l'angle sous lequel serait vue cette même image intermédiaire à la distance minimale de vision distincte (25 cm ou 0,25 m "commercialement") ?

Quelle est donc la distance focale de l'oculaire dont on donne le grossissement (commercial) qui est 5 fois ?

(Répondre à ces questions strictement dans cet ordre...)

Posté par
lachtite25
re : microscope réel modélisé 01-11-07 à 22:30

1ere reponse
l'image intermédiaire A1B1 se trouve dans le plan focale objet de l'oculaire dans F2.

2eme reponse : ' = A1B1 / F'2
                  = 10 /500
                  = 0.02 °
3eme reponse : = A1B1 / Dpp
                                = 10 / 250
                                = 0.04 °


je comprend pas ta 4eme question car on a deja le distance focale de l'oculaire ...

sinon je ne vois pas à quoi ça sert de repondre a ces question
desollé je suis un peu béte quand je m'y met ^^

Posté par
Coll Moderateur
re : microscope réel modélisé 02-11-07 à 08:10

1ère réponse : exacte. L'image intermédiaire est dans le plan focal objet de l'oculaire.
Nouvelle question : en conséquence à quelle distance du centre optique O1 de l'objectif se trouve donc cette image A1B1 (ceci servira pour la question 3a)

2ème réponse : On ne connaît pas la valeur de f2' (et ce serait 500 quoi ?)
Prends l'habitude en optique de bien travailler en mètre (à cause de l'unité de vergence ou l'unité de puissance qui est la dioptrie ; et une dioptrie - symbole - vaut 1 m-1)

Donc ' = A1B1 / f2'


3ème réponse : oui. Mais je réponds un peu différemment

= A1B1 / 0,25 = 4 A1B1

Conseil : repère bien ce "4" qui apparaît un peu partout en optique géométrique ; on se demande souvent "d'où il sort" : c'est l'inverse de la distance minimale de vision distincte "commerciale" exprimée en mètre

Distance focale de l'oculaire :
Le grossissement G est le rapport ' /

G = ' / = (A1B1 / f2') / (4 A1B1)

G = 1 / (4 f2')

Ceci est la démonstration de ce que l'on appelle le "grossissement commercial" d'une lentille convergente comme une loupe ou un oculaire.

En conséquence f2' = 1 / (4 G)
Application numérique :

f2' = 1 / (4 * 5) = 0,05 m

Est-ce que maintenant tu "vois à quoi ça sert de répondre à ces questions" ?

Posté par
lachtite25
re : microscope réel modélisé 03-11-07 à 19:22

déosllé mais je ne vois toujours pas a quoi sa sert
a part à calculer f'2
Je ne vois toujours pas comment je peux calculer OA1 ?

Vous m'avais demander "e serait 500 quoi ?" ben se sont 500 mm mais  ça voudrait dire que j'ai faut grrr ...

est ce que la façon dont je calcule A1B1 est juste  et la façon dont je calcule f'1 ??? et celle pour calculer Diametre du cercle oculaire ?

Merci

Posté par
Coll Moderateur
re : microscope réel modélisé 04-11-07 à 08:18

Ça sert à faire l'exercice.
Mais puisque tu ne vois toujours pas à quoi ça sert, je ne peux pas t'aider davantage.

Posté par
lachtite25
re : microscope réel modélisé 05-11-07 à 14:55

Je voudrais d'abord m'excuser.
J'ai réfléchi hier soir et j'ai compris à quoi ça sert
vous m'avez détailler la réponse pour calculer f'2 de façon à se que je comprenne ce que je faisais Merci

J'ai aussi compris où j'avais fait mon erreur à cette question.

J'ai aussi relu tous ce qu'on avait écrit et je répond à votre question :" Nouvelle question : en conséquence à quelle distance du centre optique O1 de l'objectif se trouve donc cette image A1B1 (ceci servira pour la question 3a)"
A1B1 se trouve à la distance égale à f'1 + l'intervalle optique.

Par contre je bloque toujours pour trouver la distance AO1 ?

je suis encore désollé

Posté par
Coll Moderateur
re : microscope réel modélisé 05-11-07 à 15:14

J'accepte tes excuses.

Oui, O1A1 = O1F1' + intervalle optique
Ceci va servir immédiatement :

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)

3$\frac{1}{\bar{O_1A_1}}\;-\;\frac{1}{\bar{O_1A}}\;=\;\frac{1}{\bar{O_1F_1'}}

Les valeurs telles que 2$ \bar{O_1A} (avec une barre au-dessus) sont des valeurs algébriques - c'est pour cela qu'il faut impérativement que l'axe optique soit orienté.

Posté par
lachtite25
re : microscope réel modélisé 05-11-07 à 15:38

merci
ça fait

microscope réel modélisé

Posté par
lachtite25
re : microscope réel modélisé 05-11-07 à 15:43

dsl j'ai fait une fausse manipulation et le message c'est envoyer ^^

alors ça fait

1//O1A = - 1// O1F1' + 1// O1A1 ( la double // c'est pour faire comme vous sauf que je sais pas comment faire)

1//O1A = -1 //f'1 + 1// ( f'1 + 160)

masi le probleme c'est qu'on a pas la distance focale f'1 ??

Posté par
lachtite25
re : microscope réel modélisé 05-11-07 à 15:46

et vu qu'on doit le calculer plus tard je ne sais pas quoi utitlisé ??

Posté par
Coll Moderateur
re : microscope réel modélisé 05-11-07 à 17:09

Je ne me suis pas assez replongé dans le problème et je t'ai donné une fausse piste (pour l'instant, mais ça va servir très vite).

Pour le moment (question 3a) :

En notant le grandissement de l'objectif :

3$\gamma\;=\;\frac{\bar{A_1B_1}}{\bar{AB}}\;=\;\frac{\bar{O_1A_1}}{\bar{O_1A}}

Et avec cette valeur de \bar{O_1A} tu pourras (question 4) calculer \bar{O_1F_1'} c'est-à-dire la distance focale de l'objectif

Posté par
lachtite25
re : microscope réel modélisé 05-11-07 à 17:19

on sait que "O1A1 = O1F1' + intervalle optique" mais on ne connait pas la distance focale f'1 !

on peut quand meme dire que
= O1A1// O1A  (avec les traits sur chaque nonmbre)
                 = (f'1 + 160) // O1A
arf je vois pas comment faire ??

Posté par
lachtite25
re : microscope réel modélisé 05-11-07 à 17:22

dans la question qu'on me donne qui est :on observe un objet AB de taille égale à 1.0 mm. Calculer la distance AO1 et la taille de l'image intermédiaire A1B1

est ce que tu pense que je peux calculer d'abord A1B1 ou pas ???

car si je le fait je peux dire apres combien vaut O1A

Posté par
Coll Moderateur
re : microscope réel modélisé 05-11-07 à 17:24

Bien sûr, tu peux calculer d'abord A1B1 puisque l'énoncé te dit que :

Citation :
Son objectif est modélisé par une lentille ... de grandissement = 10


Posté par
lachtite25
re : microscope réel modélisé 05-11-07 à 17:38

a ok mais si dans l'enoncé de la queston c'est inversé

ben merci

j'avais déjà calculer A1B1

donc
= A1B1/ AB (avec les traits sur les nombres)          
A1B1= * AB
                       = 10* 1
                       = 10 mm

donc = A1B1 / AB = O1A1 / O1A
A1B1 * O1A = AB*O1A1 =
O1A= / A1B1
                       = 10/10
                       = 1 mm
mais je pense aps que ce soit sa ???

Posté par
Coll Moderateur
re : microscope réel modélisé 05-11-07 à 17:46

Une difficulté provient de ce que tu as mélangé énoncé et propositions de réponse. Il est assez difficile de s'y retrouver. Bon, on va faire avec...

Autres triangles semblables et autres formules possibles :

3$\gamma\;=\;\frac{\bar{F_1O_1}}{\bar{F_1A}}\;=\;\frac{\bar{F_1'A_1}}{\bar{F_1'O_1}}

Je ne sais si c'est l'énoncé ou ce que tu as copié, mais il serait préférable d'adopter = -10 (en effet l'image A1B1 est renversée par rapport à l'objet AB)

Posté par
lachtite25
re : microscope réel modélisé 05-11-07 à 17:54

ok mais avec cette nouvelle formule
je ne peux pas calculer car je n'ai pas f'1
a moins que ce sois pour calculer f' 1 ??

Posté par
Coll Moderateur
re : microscope réel modélisé 05-11-07 à 17:58

Avec cette formule tu calcules :
. f1' = \bar{O_1F_1'
. \bar{F_1A
. et donc aussi \bar{O_1A

Posté par
lachtite25
re : microscope réel modélisé 05-11-07 à 18:01

je suis d'accord mais le problème c'est qu'on me demande de calculer f'1 après O1A
Je ne pense pas que j'ai le droit de changer l'autre des questions car sinon j'avais deja trouver le moyens de calculer O1A en passant par f'1

Posté par
Coll Moderateur
re : microscope réel modélisé 06-11-07 à 09:00

Mais tu peux très bien calculer O1A avant de calculer O1F1'

Un tout petit, tout petit peu d'algèbre.

Posté par
lachtite25
re : microscope réel modélisé 06-11-07 à 09:50

en utilisant toujours la formule
= A1B1 // AB = A1O1 // AO1  

Posté par
Coll Moderateur
re : microscope réel modélisé 06-11-07 à 10:00



3$\gamma\;=\;\frac{\bar{O_1A_1}}{\bar{O_1A}}\;=\;\frac{\bar{F_1'A_1}}{\bar{F_1'O_1}}

Et sans calculer \bar{F_1'O_1} puisque tu le souhaites ainsi...

Posté par
lachtite25
re : microscope réel modélisé 06-11-07 à 10:13

= O1A1 // O1A

donc O1A = O1A1//
                     =+f'1 / (-10)

est ce que je peux négliger le f'1 vu qu'il est beaucoup plus petit que ??

Posté par
Coll Moderateur
re : microscope réel modélisé 06-11-07 à 10:17

Surtout pas !

Utilise la deuxième égalité maintenant = / f1'

Posté par
lachtite25
re : microscope réel modélisé 06-11-07 à 10:28

O1A = O1A1//
               =+f'1/ (/f'1)
               =(+f'1)* (f'1/ )
               = [(* f'1)+f'1²] /

jusque la c'es bon ou pas ??

Posté par
Coll Moderateur
re : microscope réel modélisé 06-11-07 à 10:45

Tu ne t'orientes pas dans la bonne direction puisque tu ne veux pas calculer f1'

En respectant les valeurs algébriques :

= -10 (puisque l'image est inversée par rapport à l'objet)

x = \bar{O_1A} (donc x sera négatif)

f1' = \bar{O_1F_1'} (f1' est positif)

= \bar{F_1'A_1} ( est positif et vaut 0,16 m)

x = (f1' + ) /

f1' = - /

x = [1 - (1 / )] /

x = 0,16 * 1,1 / (-10) = -0,017 6 m

Posté par
lachtite25
re : microscope réel modélisé 06-11-07 à 10:56

Merci c'est trop cool  c'est super sympas

donc maintenant pour A1B1:
pour A1B1 : = A1B1 / AB
             A1B1 = * AB
                   = 10 * 1
                   = 10 mm

est ce que c'est juste ??

Posté par
lachtite25
re : microscope réel modélisé 06-11-07 à 11:06

pour calculer f'1
je fais comme ça :
G = f'2/f'1
f'1 = f'2/ G
    = 50/5
    = 10 mm

ou est ce que je doit utiliser :
1// O1F'1 = 1// O1A1 - 1//O1A

Posté par
Coll Moderateur
re : microscope réel modélisé 06-11-07 à 11:54

Le message de 10 h 56 : oui. Oui, mais...

Une excellente habitude consiste à orienter non seulement l'axe optique (en général dans le sens de propagation de la lumière) mais à orienter aussi l'axe perpendiculaire à l'axe optique
En valeurs algébriques si l'objet fait +1 mm alors l'image intermédiaire fait -10 mm

Message de 11 h 06 : je ne sais d'où tu sors cette formule.
Ou bien tu te compliques la vie et tu utilises la formule de conjugaison de Descartes (dernière ligne du message ; et attention aux signes ! ! )
Ou bien tu préfères la simplicité et tu écris que puisque
f1' = - /
alors
f1' = - 0,16 / (-10) = 0,016 m

Au choix (mais tu trouveras le même résultat ! Tu peux vérifier pour t'entraîner...)

Posté par
lachtite25
re : microscope réel modélisé 06-11-07 à 12:53

merci beaucoup
j'ai commencé par réfléchir avec 1// O1F'1 = 1// O1A1 - 1//O1A
(car je me suis rendu compte que G = f'2/f'1
f'1 = f'2/ G
    = 50/5
    = 10 mm  
que c'était faux)
mais je n'y suis pas arriver

et j'ai fini par faire avec f'1 =/
et je suis contente de  voir que je trouve comme toi.

Posté par
lachtite25
re : microscope réel modélisé 06-11-07 à 13:01

5) pour calculer le diamètre apparent sous lequel AB est observé à travers le microscope
j'ai fait = AB / AO1
                           = 1.0 / 17.6
                           = 0.057 rad(enfin je suppose)
est ce que c'est juste ??

6)Calculer le diamètre du cercle oculaire
Doc/ f'2 = Dob / O1F'2

donc Doc = Dob * f'2/ O1F'2
         = 8 * 50 / (160 +16)
         = 2.27 mm

est ce que c'est juste ??

par contre j'ai un probleme quand je trace ça ne passe pas dans horizontal de la feuille ...

Posté par
Coll Moderateur
re : microscope réel modélisé 06-11-07 à 13:41

Question 5 : non, ce n'est pas du tout cela

A travers le microscope on observe l'image finale A'B' que l'oculaire donne de l'image intermédiaire A1B1

Tu sais que cette image finale est à l'infini (pour éviter la fatigue due à l'accommodation) ; c'est pour cela que l'image finale est caractérisée par son diamètre apparent.

Tu connais la dimension de l'image intermédiaire et tu connais la distance focale de l'oculaire. Quel est le diamètre apparent de l'objet AB observé à travers le microscope ?

Question 6 : oui. Ce n'est pas O1F2' mais c'est O1F2 (F2 le foyer objet de l'oculaire, pas F2' son foyer image). Le résultat est bien que le diamètre du cercle oculaire vaut 2,27 mm

Pour le dessin... Je t'ai fait (à l'échelle !) un dessin pour la lunette astronomique avec lequel tu n'es pas d'accord. Je ne vais pas recommencer ici.

Posté par
lachtite25
re : microscope réel modélisé 06-11-07 à 13:59

ah d'accord merci
5)
donc en fait c'est
= A1B1 / f'2 = 10 / 50
       = 0.2 rad ou pas ?
6) okay

et pour le dessin que vous avez fait pour la lunette astronomique je suis d'accord avec vous c'est que seulement avant je ne comprennais pas avec le diamètre apparent qu'on avait calculer. Mais maintenant c'est bon
Sinon vous n'était pas obliger de faire de dessin.


juste 2 dernière question

7) dessiner la marche d'un rayon partant de A
Vu que A se trouve sur l'axe principal optique son rayon n'est à aucun moment dévié puisqu'il passe à chaque fois par les centres des lentilles.


8)Dessiner la marche du rayon incident partant de B et passant par O1
Un royon passant par l'axe optique n'est pas dévié il continue sa "course" normalement.Il arrive jusqu'a l'oculiare ou la il est dévier son rayon a un diamètre apparent de 0.2 rad vers l'infini ???

Posté par
Coll Moderateur
re : microscope réel modélisé 06-11-07 à 14:10

Pour la question 5 :

oui, l'objet de 1 mm est vu sous un angle de 0,2 rad
La puissance de ce microscope = puissance de l'oculaire * grandissement de l'objectif = 20 * 10 = 200
donc le diamètre apparent d'un objet de 0,001 m est 0,001 * 200 = 0,2 rad

Si tu veux compléter ton formulaire d'optique : Optique - Loupe- puissance commerciale

Question 7 : d'accord

Question 8 : "Un rayon partant de B et passant par le centre optique O1 ..." "Il arrive jusqu'à l'oculiare où là il est dévié en un rayon qui fait un angle de 0,2 rad avec l'axe optique."

Posté par
lachtite25
re : microscope réel modélisé 06-11-07 à 14:25

un grand MERCI !!!!!
c'est super sympas de m'avoir aider merci beaucoup !!!

Posté par
Coll Moderateur
re : microscope réel modélisé 06-11-07 à 14:39

Je t'en prie.
A une prochaine fois !



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