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optique ( lentilles convergente et oeil )

Posté par
helpmarie
05-10-13 à 14:13

Bonjour,

j'ai un devoir de physique a rendre et je suis complètement bloquée...

voici l'énoncée:

on prend le modèle de l'œil réduit: les milieux convergents de l'œil sont réduit a une lentille L convergente et un écran E située a distance fixe de cette lentille; le punctum remotum (P.R) est a l'infini, le punctum proximum (P.R) est a 25 cm et que la distance LE= 17 mm

( la première partie de l'exercice concerne l'œil normal )
pour les première questions je n'ai rencontrée aucunes difficulté,
pour la première partie l'objet observé est au P.R, il m'était demander la focal puis la vergence de L ( J'ai trouvée la focale 17 mm et la vergence de 58.8
ensuite il nous est dit que l'objet est observer au P.P, il m'était demander d'en déduire p' (j'ai donc trouver 17 mm) puis d'en déduire la nouvelle focale ( j'ai trouver environ 15.9 mm) et enfin d'en déduire la vergence de L ( j'ai trouver 62.9 )

la deuxième partie de l'exercice concerne l'œil myope  on sait que la focale de L = 17 mm et que la distance lentille écran est de 18 mm
( et c'est la que je bloque )
a. Calculer la distance du P.R
b. Calculer l'amplitude du P.P
c.Calculer la vergence de la lentille correctrice prescrite


Merci d'avance

Posté par
Coll Moderateur
re : optique ( lentilles convergente et oeil ) 05-10-13 à 21:25

Bonsoir,

D'accord pour tes réponses à la première partie.

L'œil myope.
a) À quelle distance doit se trouver l'objet pour que l'image donnée par une lentille de 17 mm de distance focale soit nette sur un écran placé à 18 mm du centre optique de la lentille ?

b) Je ne comprends pas cette question. Faut-il chercher la distance du punctum proximum sachant que la vergence maximale de l'œil vaut 62,9 dioptries (comme dans la première partie) ?

c) Il faut mettre un verre correcteur devant cet œil. Objectif : faire que sans accommoder (donc avec une distance focale de l'œil de 17 mm) les objets à l'infini soient vus nettement.
Aide : il faut une lentille divergente qui donnera d'un objet à l'infini une image virtuelle à la distance du punctum remotum de cet œil myope.

Posté par
helpmarie
optique 06-10-13 à 11:26

Bonjour,

Pour la a) il suffit de faire : 1/p= 1/p'- 1/f'
= 1/18 - 1/17= -1/306 = -306 non?
( P p' et f' sont des valeurs algebriques)

Pour b) on me dit que l'amplitude dioptrique de cet oeil et la même que precedement, calculer le PP ( l'amplitude dioptrique delta C'est la variation de la vergence entre accomodation maximal et sans aucune accomodation )

Pour la c' est ce qu'il faut faire 1/ 17x10^-3 = 58.8 ?? Mais on retombe sur le même resultat que precedement

Merci beaucoup

Posté par
Coll Moderateur
re : optique ( lentilles convergente et oeil ) 06-10-13 à 12:08

a) C'est peut-être bon, mais je ne comprends pas bien ta réponse :
- 306 non

"non" n'est pas une unité ! En physique un résultat sans unité ne veut rien dire. Donc pour l'instant ce résultat ne veut rien dire.

On te demande la distance (PR) maximale pour qu'avec une distance focale de 17 mm un objet ait une image nette sur un écran (la rétine) placée à 18 mm du centre optique de la lentille (l'œil).

b) D'accord. Merci pour cette définition de l'amplitude.
Donc l'œil a une vergence d'environ 58,8 dioptries quand il n'accommode pas et une vergence d'environ 62,9 dioptries quand il accommode.
La question est donc : à quelle distance peut se trouver un objet dont l'image sera nette sur un écran placé à 18 mm quand la vergence de la lentille vaut 62,9 ? Cette distance sera le PP de cet œil myope.

On verra la c) ensuite.

Posté par
helpmarie
re : optique ( lentilles convergente et oeil ) 06-10-13 à 12:30

Excuse moi j'ai oublier l'unite : -306 mm.

Pour la b) est-ce qu'il faut faire 1/f' (quand l'accomodation est maximun ) - 1/ f' ( sans accomodation ) soit 1/ 15.9x10^-3 - 17x10^-3 = 4.06 ( environ )

Donc le PP de cet oeil myope est de 4.06mm environ

Merci

Posté par
Coll Moderateur
re : optique ( lentilles convergente et oeil ) 06-10-13 à 12:36

D'accord pour la question a : le PR de cet œil myope est à 30,6 cm

Non pour la question b ; je t'ai indiqué comment raisonner.
 

Citation :
La question est donc : à quelle distance peut se trouver un objet dont l'image sera nette sur un écran placé à 18 mm quand la vergence de la lentille vaut 62,9 ? Cette distance sera le PP de cet œil myope.


Posté par
helpmarie
re : optique ( lentilles convergente et oeil ) 06-10-13 à 13:02

Alors c'est c= 1/f du coup on passe le f : f= 1xc = 62.9 m ( desoler c'est pas tres clair )

Donc on cherche p
1/p= 1/p' - 1/f' = f'/ p'xf' - p'/ p'xf'

Est ce que je commences bien ?

Posté par
Coll Moderateur
re : optique ( lentilles convergente et oeil ) 06-10-13 à 13:07

Ne confonds surtout pas la vergence (en dioptries, symbole ) et la distance focale.

Quand on emploie f ' = 1 / et que est en dioptries, alors f ' est en mètre.

Je n'utilise jamais cette relation de conjugaison source d'innombrables erreurs. Mais puisque tu sembles y arriver, bonne chance !

Voici la mienne :
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'}\ }

Posté par
helpmarie
re : optique ( lentilles convergente et oeil ) 06-10-13 à 13:51

D'accord, merci pour cette astuce alors ca va donner

1/18 - 1/62.9 = 0.03 environ = 25.2 ( son inverse )

Est que c'est ca?

Posté par
Coll Moderateur
re : optique ( lentilles convergente et oeil ) 06-10-13 à 14:05

1) Pas d'unité = pas de résultat.
2) Je ne comprends pas le calcul

\large \frac{1}{\ \bar{OA'}\ }\;-\;\frac{1}{\ \bar{OA}\ }\;=\;\frac{1}{\ \bar{OF'}\ }

Or ici :
\bar{OA'}\,=\, 0,018 \,\rm{m}
et
\bar{OF'}\,=\,\frac{1}{62,9}  \,\rm{m}


Que vaut \bar{OA} ? (et n'oublie pas l'unité, si tu veux que je puisse répondre...)

Posté par
helpmarie
re : optique ( lentilles convergente et oeil ) 06-10-13 à 14:29

Alors :

1/p= 1/f'- 1/p'

1/p= 62.9 - 1/0.018

P= 7.34 m ( environ)

Merci

Posté par
Coll Moderateur
re : optique ( lentilles convergente et oeil ) 06-10-13 à 14:42

Tu vois, j'ai écrit que cette relation est source d'innombrables erreurs. Ton résultat ne fait que confirmer ce que je sais depuis de très nombreuses années.

Le PR est à 30,6 cm de l'œil

Une chose est sûre : en accommodant, cet œil pourra voir des objets plus rapprochés que 30,6 cm

Donc, si tu trouves un PP à 7,34 m c'est que c'est faux.

Et je me refuse d'employer ta relation de conjugaison qui ne conduit qu'à des erreurs (sauf pour les artistes ! ).

J'ai écrit à 14 h 05 comment je m'y prends.

Posté par
helpmarie
re : optique ( lentilles convergente et oeil ) 06-10-13 à 14:49

1/62.9 - 1/0.018= -55.5

C'est normal que ce soit negatif??

Posté par
Coll Moderateur
re : optique ( lentilles convergente et oeil ) 06-10-13 à 14:55

C'est toujours faux...

\bar{OF'} est égal à 1 / 62,9 (en mètre) et non pas à 62,9 m

Donc \frac{1}{\bar{OF'}}\,=\,62,9\,\delta

Bien sûr le résultat sera négatif puisque ce sont des mesures algébriques et que l'objet est avant l'œil dans le sens de propagation de la lumière...

Posté par
helpmarie
re : optique ( lentilles convergente et oeil ) 06-10-13 à 15:01

D'accord c'est peut etre parce que j'avais oublier de faire l'inverse du coup ca nous donne :

1/62.9 - 1/ 0.018 sont inverse etant egale a -0.01

Merci de ta patience

Posté par
Coll Moderateur
re : optique ( lentilles convergente et oeil ) 06-10-13 à 15:04

Comment faut-il faire pour que tu comprennes que ce n'est pas 1 / 62,9 ? ? ?

Posté par
Coll Moderateur
re : optique ( lentilles convergente et oeil ) 06-10-13 à 15:06

\Large \frac{1}{\bar{OF'}}\,=\,62,9

(l'unité serait la dioptrie ou m-1)

Posté par
helpmarie
re : optique ( lentilles convergente et oeil ) 06-10-13 à 15:28

Excuse-moi, je suis un peu perdue.
62,9-1/0.018 son inverse étant égale à 0.13 (environ)
Merci

Posté par
Coll Moderateur
re : optique ( lentilles convergente et oeil ) 06-10-13 à 15:31

Ce sera probablement bon quand il y aura une unité.

Résultat sans unité = résultat nul.

Posté par
helpmarie
re : optique ( lentilles convergente et oeil ) 06-10-13 à 15:33

0.13 m non?

Posté par
Coll Moderateur
re : optique ( lentilles convergente et oeil ) 06-10-13 à 15:42

Oui.

\bar{OA}\,\approx \,-\,0,136\,\rm{m}

Donc un punctum proximum à environ 13,6 cm (tout à fait classique pour un œil myope)
_______

Dernière question : je t'ai indiqué la méthode.
L'œil sans accommoder voit net quelque chose qui se trouve au PR
Il faut donc pour voir l'infini (toujours sans accommoder) que la lentille correctrice donne de l'infini une image située au PR de cet œil.

Posté par
helpmarie
re : optique ( lentilles convergente et oeil ) 06-10-13 à 15:54

Merci beaucoup!

Pour la 3) il faut donc calculer la focale puis la vergence:

F'= 0.018-0.136= -0.118
C= 1/0.118= -8.47

Posté par
Coll Moderateur
re : optique ( lentilles convergente et oeil ) 06-10-13 à 16:02



L'objet : à moins l'infini \bar{OA}\,=\,-\,\infty

L'image : au punctum remotum \bar{OA'}\,=\,-\,0,306\,\rm{m}


On cherche \bar{OF'} (aucun calcul si l'on connaît sont cours ; sinon... relation de conjugaison ! )

Et ensuite calcul de la vergence

Attention aux signes ! Ils sont significatifs !

Posté par
helpmarie
re : optique ( lentilles convergente et oeil ) 06-10-13 à 16:19

1\-306 - 1\18??

Posté par
Coll Moderateur
re : optique ( lentilles convergente et oeil ) 06-10-13 à 16:27

1) Tu ne veux quand même pas que je fasse le calcul à ta place...
2) Je ne vois pas d'où vient le 18
3) Il est très prudent en optique géométrique (surtout si l'on a à calculer ou à utiliser des dioptries) de travailler avec le mètre comme unité de longueur.

Posté par
helpmarie
re : optique ( lentilles convergente et oeil ) 06-10-13 à 16:41

Alors, 1/f'= 1/p'- 1/p
1/f'= 1/-0.306-1/0.018  = -58.8 (environ) son inverse étant égale à -0.017 m

Posté par
helpmarie
re : optique ( lentilles convergente et oeil ) 06-10-13 à 17:04

Pour la vergence: c=1/f' = 1/0.017 = 58.8 dioptrie (environ)

Posté par
Coll Moderateur
re : optique ( lentilles convergente et oeil ) 06-10-13 à 17:10



\large \frac{1}{\ \bar{OA'}\ }\;-\;\frac{1}{\ \bar{OA}\ }\;=\;\frac{1}{\ \bar{OF'}\ }

L'objet : à moins l'infini \bar{OA}\,=\,-\,\infty

L'image : au punctum remotum \bar{OA'}\,=\,-\,0,306\,\rm{m}

On cherche \bar{OF'}. Attention aux signes ! Ils sont significatifs !



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