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Optique Appareil Photo : problème

Posté par
NicoNien
17-02-10 à 11:53

Bonjour à tous.

J'ai un petit problème sur un exercice concernant un appareil photo.

Voici l'énoncé :

1) On assimile l'objectif d'un appareil photographique à une lentille mince convergente de distance focale image f 'a = 135mm . On désire photographier une toile de maître située à 3 m en avant de l'objectif. A quelle distance p' > 0, en arrière de l'objectif, faut-il placer la pellicule photographique pour obtenir une image nette de la toile ?

Ma réponse : 1/p' - 1/p = 1/f'  =>  p' = (p.f')/(p + f') = (-3.0,135)/(-3 + 0,135) = 141 mm


2) Cet appareil photographique est utilise pour photographier le ciel nocturne. Son format est le
24x36, ce qui signifie que la pellicule photographique mesure 24 mm de hauteur et 36 mm de largeur.
Quel est le champ du ciel photographié ?

Ma réponse : d'après la définition sur l'angle de champ (voir schéma 2), on a  tan(/2) = L/(2.f')
On a donc = 2.Arctan(L/(2.f'))
= 10° en hauteur (car L = 24 mm)
= 15° en largeur (car L = 36 mm)
Au final, le champ photographié est de 10°x15°


3) Calculer, en minutes d'arc ('), le diamètre apparent θ du disque lunaire vu par l'objectif de
l'appareil photographique. On supposera la Lune sphérique, de rayon 1740 km, et de centre situé à
384000km de l'objectif.

Ma réponse : d'après la définition de ce que voit l'œil (voire schéma 3), on a  tan(θ) = (2.R)/L
avec R = 1740 km  et  L = 384000 km
Donc  θ = Arctan((2.R)/L) = 0,26° = 16'


4) Avec cet appareil, on photographie la pleine Lune, l'axe optique de l'objectif étant dirigé vers le
centre du disque lunaire. On effectue un tirage de la pellicule sur du papier format 10x15 cm2. Quel est le
diamètre d du disque lunaire sur le papier ?

Ma réponse : A pas. J'ai calculé de grandissement   = 100/24 = 150/36 = 4,2 , car je pense qu'on en a besoin pour cette question, mais après, je ne vois absolument pas comment faire.


Donc voilà mon travail.

Pourriez-vous, dans un premier temps, confirmer si mon raisonnement aux question 1, 2 et 3 est correct ? Ensuite, pourriez-vous m'expliquer comment procéder pour répondre à la question 4 ?

En vous remerciant.

Bonne journée

PS : j'ai dessiné des schémas, respectivement pour la question 2 et la question 3, n'hésitez pas à me dire s'ils ne sont pas corrects ou pas appropriés à l'exercice.

Optique Appareil Photo : problème

Posté par
NicoNien
re : Optique Appareil Photo : problème 17-02-10 à 17:08

Rebonjour.

Après avoir cherché un bon bout de temps, je n'ai toujours pas réussi à trouver

Quelqu'un pourrait-il m'aider ?

Posté par
Marc35
re : Optique Appareil Photo : problème 17-02-10 à 19:38

Bonsoir,
1) OK... 141 mm (et des poussières...)
2) OK mai je ne suis pas d'accord avec le schéma
3) Pas d'accord
4) A priori, ça se fait avec le diamètre apparent

Posté par
NicoNien
re : Optique Appareil Photo : problème 17-02-10 à 20:01

Bonsoir.

Merci de porter attention à mon exercice.


2) Pourtant, mon schéma à l'air de coller avec la formule, non ? Quel schéma donneriez-vous alors ?

3) Comment feriez-vous dans ce cas ? Pourquoi n'êtes-vous pas d'accord ? Quel serait alors la démarche à suivre ?

4) Et comment procéderiez-vous ? Je ne vois vraiment pas quoi faire


Pourriez-vous m'apporter ces précisions ?

En vous remerciant.

Bonne soirée

Posté par
Marc35
re : Optique Appareil Photo : problème 17-02-10 à 21:08

Pour la 3 :
tan(/2) = R / L ==> = 2 arctan(R / L)
Pour le reste, je réponds demain...

Posté par
NicoNien
re : Optique Appareil Photo : problème 17-02-10 à 22:51

Bonsoir.

Pour la 3, en premier lieu, j'ai eu tendance à faire la même chose que vous, néanmoins, en revoyant mon cours, j'ai vu que dans le cas de l'œil, on avait directement tan() = D/L  (avec D le diamètre de la Lune, soit 2.R, car on voit la Lune en entier ; et L la distance entre l'œil et le "milieu" de la Lune).

J'ai recherché sur Internet, et visiblement, ils disent la même chose :
http://e.m.c.2.free.fr/oeil.htm

Alors je ne sais plus quoi penser ? Peut-être est-ce parce que comme l'objet est à l'infini, on considère qu'on a directement un triangle rectangle, et donc qu'on peut directement dire que tan() = D/L ? Qu'en pensez-vous ?


Pour la 2, vous dites ne pas être d'accord avec le schéma, alors j'ai fait de nouvelles recherches, mais je trouve la même chose :
http://plusaccessible.org/aile/la_prise_de_vue_theorie/pdv_theorie_annexe1.htm

Comment feriez-vous votre schéma ?


Pour la 4, j'attends votre réponse


Merci encore de m'aider pour cet exercice, je n'ai jamais rien compris en optique, arf !

Bonne soirée

Posté par
Marc35
re : Optique Appareil Photo : problème 18-02-10 à 16:34

Pour la 2
L'objet (ciel nocturne) étant à l'infini, l'image se forme dans le plan focal image. Le capteur ne peut pas être dans le plan focal objet.

Pour la 3
tan(/2) = R / L ==> = 2 arctan(R / L)

Pour la 4, ça vient...

Optique Appareil Photo : problème

Optique Appareil Photo : problème

Posté par
Marc35
re : Optique Appareil Photo : problème 18-02-10 à 18:28

Pour la 4
L'image est dans le plan focal image.
Le disque lunaire est vu sous le diamètre apparent .
Il est vu sous le même diamètre apparent pour l'image.
3$tan\,\frac{\theta}{2}\,=\,\frac{\frac{d}{2}}{f^'}\,\Rightarrow\,d\,=\,2\,f^'\,tan\,\frac{\theta}{2}

Optique Appareil Photo : problème

Posté par
NicoNien
re : Optique Appareil Photo : problème 19-02-10 à 11:44

Bonjour.

Effectivement, pour la 2, j'ai fait une faute d'inattention, j'ai inversé F et F', j'ai bien compris mon erreur

Donc pour la 3, on aurait = 0,51° = 31'
Pour le schéma, j'avais effectivement fait la même chose que vous au début, et donc avais trouvé ce même résultat, car je ne vois pas pourquoi la vue serait coupée au milieu (pour moi, le champ n'est pas un triangle, mais un cône, enfin dites-moi si je me trompe).
Mais reste ma question : pourquoi dans beaucoup de cours et de schéma, je vois celui du triangle, et jamais celui du cône ? Dans quel cas se sert-on du triangle, et dans quel cas se sert-on du cône ?

http://e.m.c.2.free.fr/oeil.htm

mms://stream.pedagogie.ac-aix-marseille.fr/lyc-vauvenargues/exovideo_ts/ex_seconde_physique/ch2_diametre_apparen_lune2.wmv

A chaque fois, il disent qu'on a affaire, pour le diamètre apparent, à un triangle (voire schéma à la fin de mon message), et donc qu'il faut faire  tan() = L/D

Pouvez-vous donc m'expliquer la différence ? Car je dois bien vous avouer que je suis un peu perdu


Pour la 4, je n'ai pas trop compris votre démarche. Et je ne comprends pas pourquoi vous ne vous servez pas du grandissement, car on passe de la pellicule de 24x36 à une image de 100x150 ? Par ailleurs, parmi les réponses proposées, j'ai : 1,4 mm ; 5,1 mm ; 2,6 mm ; 31,0 mm ; et il paraîtrait que l'on doive trouver 2,6 mm, niééé


Désolé de vous bombarder avec mes questions, mais mes cours étant contradictoires, je ne comprends plus rien (alors qu'à la base, je ne comprenais déjà pas grand chose ).

Merci de votre aide et de vos précisions, j'en ai grandement besoin

Bonne journée

Optique Appareil Photo : problème

Posté par
Marc35
re : Optique Appareil Photo : problème 19-02-10 à 12:26

Oui, excuse pour la 4, j'ai mal lu la question ou trop vite...
Il faut tenir compte du grandissement dû au tirage sur papier, bien sûr...
On trouve 5,1 mm

Je réponds pour le reste...

Posté par
Marc35
re : Optique Appareil Photo : problème 19-02-10 à 15:00

Pour la 3,
OK pour 31'.

Citation :
le champ n'est pas un triangle, mais un cône

Oui, bien entendu...
Mais on considère la coupe du cône dans un plan qui contient l'axe optique.
On aura un cône (un triangle symétrique en coupe) si l'axe optique passe par le centre. On aura un triangle non symétrique si l'axe optique passe par l'un des bords.
Dans le cas du schéma du diamètre apparent pour l'oeil, je pense que le schéma n'est pas exact parce que, lorsqu'on regarde un objet, on le centre par rapport à l'oeil en général. Là, on a le bas de l'objet au niveau du centre de l'oeil. C'est pour cela qu'on peut faire tan = h/d . Si l'objet est centré par rapport à l'oeil, on a un cône (triangle symétrique en coupe) et on a alors tan(/2) = h/d.

Posté par
NicoNien
re : Optique Appareil Photo : problème 22-02-10 à 11:08

Bonjour.

Et bien merci pour votre aide, car tout me parait plus clair maintenant.

Ah oui, pour le schéma du diamètre apparent pour l'œil, je me suis beaucoup questionné car effectivement, on retrouve ce schéma dans tous les cours, donc il ne peut pas être faux.
Donc en fait, je pense que ce schéma est bon, seulement dans le cas où les dimensions de l'objet sont infiniment petites devant la distance de ce même objet par rapport à l'œil. Donc en gros, je pense que ce schéma est correct (en reprenant celui ci dessus) ssi  d >>> h , ce qui entraine 0 d'où l'approximation du cône du vue en triangle rectangle. J'ai vérifié, et ça à l'air de fonctionner pour les petits angles, mais dès que l'angle grandit un peu, ça ne fonctionne plus. Que pensez-vous de ma théorie ?

Bonne journée

Posté par
Marc35
re : Optique Appareil Photo : problème 22-02-10 à 20:29

Oui, c'est ça...
Sur le schéma, dans le cas 1, on a :
3$tan(\frac{\alpha}{2})\,=\,\frac{d}{2D}\,\Rightarrow\,\alpha\,=\,2\,arctan(\frac{d}{2D})
Si est petit, tan :
3$\frac{\alpha}{2}\,\simeq\,\frac{d}{2D}\,\Rightarrow\,\alpha\,\simeq\,2\,\frac{d}{2D}\,=\,\frac{d}{D}

Dans le cas 2, on a :
3$tan\,\theta\,=\,\frac{d}{D}\,\Rightarrow\,\theta\,=\,arctan(\frac{d}{D})
Si est petit, tan
3$\theta\,\simeq\,\frac{d}{D}

On trouve la même valeur si l'angle est petit.
Dans le cas général :
3$\alpha\,\neq\,\theta\,parce\,que\,2\,arctan(\frac{d}{2D})\,\neq\,arctan(\frac{d}{D})

Optique Appareil Photo : problème

Posté par
NicoNien
re : Optique Appareil Photo : problème 22-02-10 à 21:42

Bonsoir.

OK, c'est la conclusion à laquelle j'étais aussi arrivée. Merci pour votre explication détaillée ! Effectivement, il faut tenir compte que  tan()   lorsque 0

Bon, bah je suis content, j'ai tout compris, et j'espère que ce sujet a été constructif pour d'autres personnes galérant en optique

Bonne soirée et encore merci de votre aide.



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