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optique

Posté par julie59 (invité) 08-08-07 à 15:28

Une lunette astronomique peut être modélisée par un système de deux lentilles minces convergents L1 et L2 de distances focales f1=80cm et f2=6cm

1)Quelle lentille modélise l'objectif? Que représente l'autre lentille?

2)La lunette est réglée pour être afocale, c'est à dire qu'un objet à l'infini donne une image définitive elle aussi à l'infini.Quel est l'intérêt de ce réglage

3) représentez sur un schéma(sans respecter les proportions) les positions relatives de L1 et L2. Précisez en particulier les positions des foyers principaux

4) L'axe principal commun à L1 et L2 est pointé vers le centre A de la lune.Les rayons issus du bord du disque lunaire forment un angle =4,4*10^-3 radian avec ceux qui sont issus du centre.
  a) Calculez le rayon de l'image intermédiaire de la lune donnée par l'objectif
  b) Calculez l'angle' sous lequel est vu le rayon du disque lunaire à travers la lunette

Posté par
Coll Moderateur
re : optique 08-08-07 à 15:30

Bonjour quand même...

As-tu fait une figure ? As-tu déjà quelques réponses à vérifier ?

Quelle aide souhaites-tu ?

Posté par julie59 (invité)optique 08-08-07 à 15:33

en réalité je suis nul en physique et je ne presque aucun cours sur ce chapitre donc je ne comprends rien à cet exercice

Posté par julie59 (invité)optique 08-08-07 à 15:33

oh excuse moi bonjour coll

Posté par
Coll Moderateur
re : optique 08-08-07 à 15:39

La lunette astronomique est un instrument d'optique. C'est un instrument qui, une fois simplifié, peut être considéré comme l'association de deux lentilles (l'énoncé le dit). Pour faire cet exercice il faut déjà avoir vu les lentilles et comprendre ce que sont les objets, les images... En étudiant les lentilles tu as appris à construire une image à partir d'un objet, d'une lentille et de deux ou trois rayons bien choisis. Même si ton cours est mince il doit t'expliquer déjà cela.

A quoi sert une lunette astronomique ? A obtenir d'un objet très éloigné (ici la Lune) une image aussi grosse que possible.

Posté par
Coll Moderateur
re : optique 08-08-07 à 15:44

Voici de quoi faire un TP avec la lunette astronomique :

Mais même cette extraordinaire animation ne peut remplacer ton travail de compréhension d'un cours.

Ne te contente pas de regarder l'animation ; elle est faite pour que tu puisses modifier toi-même les valeurs et donc expérimenter activement. Elle peut t'aider beaucoup !

Posté par julie59 (invité)optique 08-08-07 à 15:44

daccord je comprends mieux merci
que veut dire afocale???

Posté par
Coll Moderateur
re : optique 08-08-07 à 15:49

a - focal :
"a" veut dire "sans"
"focal" et l'adjectif pour foyer

afocal veut dire sans foyer

Si un instrument est tel que les rayons parallèles provenant de l'infini convergent tous en un même point on dit que l'instrument a un foyer image

Inversement, si tous les rayons en provenance de l'infini et donc parallèles entre eux produisent une image elle aussi à l'infini (donc une image produite par des rayons eux-mêmes parallèles) alors on dit que l'instrument est afocal, qu'il n'a pas de foyer.

Posté par
Coll Moderateur
re : optique 08-08-07 à 15:50

"focal" est l'adjectif pour foyer

Posté par julie59 (invité)optique 08-08-07 à 15:58

Merci beaucoup Coll j'ai réussi a répondre aux 3 premieres questions peux tu m'aider por la derniere stp

Posté par
Coll Moderateur
re : optique 08-08-07 à 16:04

La quatrième question : c'est le grossissement de la lunette (réglée pour être afocale). Je suis prêt à t'aider.

Je suis heureux que tu aies déjà fait les trois premières questions. Pourrais-tu résumer l'essentiel de tes réponses sur le forum (pour les suivants... et pour que je vérifie ces réponses ) ?

Posté par
Coll Moderateur
re : optique 08-08-07 à 17:04

Une aide ?

Dans les conditions de Gauss, on considère toujours des angles (ici et ') qui sont très petits.

Or pour de très petits angles on peut écrire que tan() sin() à la condition d'exprimer en radian

Ici, à deux reprises, tu as besoin d'écrire que tan()
Or justement, l'énoncé exprime en radian ! Chouette, hein...

Posté par
Coll Moderateur
re : optique 08-08-07 à 20:53

Tu ne donnes pas beaucoup de nouvelles...

A est le centre de la Lune.

L'axe de la lunette est pointé vers A : si on appelle O le centre de la lentille objectif et O' le centre de la lentille oculaire, cela signifie que la droite OO' passe par le point A.

Comme tout rayon qui passe par le centre optique d'une lentille n'est pas dévié à la traversée de la lentille, cela signifie que les points A', image du centre de la Lune dans l'image intermédiaire et A'' image du centre de la Lune dans l'image finale sont des points de cette même droite AOO'

Soit maintenant un point B de la circonférence de la Lune. L'énoncé dit que l'angle

= \widehat{AOB} = 4,4.10-3 rd

Considère le rayon BO : c'est un rayon qui passe par le centre de la lentille objectif O : donc c'est aussi un rayon qui n'est pas dévié. Le rayon OB' qui va du centre de l'objectif à l'image B' du bord de la Lune dans l'image intermédiaire est donc dans le prolongement du rayon BO

donc \widehat{A'OB'}\ =\ \widehat{AOB} =

Si tu as bien compris comment doit être réglée la lunette pour être afocale, tu peux en déduire facilement quelle doit être la distance OA'
Ce qui te donne immédiatement la dimension du rayon de l'image intermédiaire de la Lune A'B', puisque tu connais en radian tan()

Il reste à traiter l'oculaire. Il donne de l'image intermédiaire A'B' une image finale A''B''
Puisque la lunette est réglée pour être afocale, cette image finale A''B'' est à l'infini. On ne peut la carartériser par ses dimensions mais on la caractérise par l'angle ' sous lequel elle est vue.

Considère à nouveau les rayons qui passent par le centre optique - mais de l'oculaire cette fois - O'
Ces rayons ne sont pas déviés. Donc

\widehat{A'O'B'}\ =\ \widehat{A''O'B''} = '

Comme tu connais la distance A'O' ainsi que la dimension de l'image intermédiaire A'B' tu en déduis immédiatement tan(') et donc ' en radian

Enfin, ayant déterminé ' tu pourras faire le rapport '/ et tu retrouveras le grossissement de la lunette qui s'exprime facilement en fonction des distances focales de l'objectif et de l'oculaire. Mais tu auras redémontré cette relation.

Posté par
Coll Moderateur
re : optique 09-08-07 à 09:39

Une figure ? Aucune échelle n'est respectée. Le rapport des distances focales de l'objectif et de l'oculaire est de 8 à 2 sur cette figure.

optique

Elle est beaucoup moins jolie que ce que tu peux voir avec le lien d'hier à 15 h 44 (message 1214543) mais elle précise les notations.

L'angle est l'angle sous lequel est vu le rayon de la Lune (par exemple entre le centre de la Lune et son pôle Sud, du côté des monts Leibnitz ou du cirque Newton...) ; cet angle se retrouve entre OA' et OB' ; et puisque la Lune est "à l'infini" tu connais la distance OA'

L'angle ' est l'angle sous lequel est vue l'image de ce rayon de la Lune; puisque la lunette est réglée pour être afocale, tu connais la distance O'A'

Pour un angle positif, l'angle ' est négatif : cela traduit l'inversion des images par rapport à l'objet dans une lunette astronomique. Si tu regardes une carte de la Lune pour astronome tu trouveras ainsi le pôle Sud "en haut" de la carte qui est dessinée pour montrer les formations comme elles sont vues à travers la lunette et non pas comme elles sont vues à l'œil nu ou à travers des jumelles.

Posté par le pap (invité)re : optique 25-08-07 à 16:48

bonjour coll
dit moi pourrais tu refaire la figure s'il te plaît car je ne comprends pas tres bien? ou sont L1 et L2? merci d'avance

Posté par
Coll Moderateur
re : optique 25-08-07 à 17:32

Bonjour,

Traditionnellement en optique géométrique on considère sur les schémas que la lumière se propage de la gauche vers la droite. Tu peux donc rajouter une flèche et un "plus" pour indiquer ce sens de propagation de la lumière. Ici ce sens est aussi celui de l'axe des abscisses, qui est confondu avec l'axe optique de la lunette.

Sachant cela, la lumière entre dans la lunette astronomique par l'objectif ; l'œil de l'observateur est situé derrière l'oculaire pour regarder l'image finale, à l'infini quand le réglage de la lunette la rend "afocale".

Les lentilles convergentes sont des lentilles à bords minces et sont représentées par des doubles flèches. L'objectif est représenté par la double flèche à l'abscisse 0 et l'oculaire par la double flèche à l'abscisse 10 (ces valeurs ne correspondent pas aux valeurs de l'énoncé).

L'axe optique se prolonge à gauche et arrive juste au centre de la Lune. Le rayon rouge à gauche provient du bord inférieur de la Lune. L'angle est donc l'angle sous lequel est vu le rayon de la Lune. Ces deux rayons sont très importants car ni l'un ni l'autre ne sont déviés à la traversée de l'objectif puisque tous les deux passent par son centre optique O.

A'B' représente l'image intermédiaire, image donnée par l'objectif de ce rayon de Lune. Que vaut la distance OA' ?

Mais je répète ce que j'ai déjà écrit. L'as-tu lu ?

Posté par le pap (invité)re : optique 25-08-07 à 18:33

merci je vais etudier ce que tu as deja enseigne! merci

Posté par
Coll Moderateur
re : optique 25-08-07 à 18:37

Et tu pourras lire la suite et la fin dans le topic d'Anastasia optique

Je t'en prie.
A une prochaine fois !



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