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Optique - Microscope

Posté par kiki02 (invité) 24-07-07 à 09:31

Bonjour,

Je suis en train de faire mes révisions sur l'optique et j'ai un problème à résoudre. Pouvez-vous vérifier si mes réponses sont correctes.
Enoncé
Un microscope est formé de 2 lentilles minces dont les distances focales sont de 5 mm et de 20 mm.
La distance entre les centres optiques des 2 lentilles est de 20 cm.
a) Calculez la position de l'objet placé devant  l'objectif sachant que l'image donnée par l'oculaire est vue par un oeil n'accommodant pas
b) Déterminez la puissance commerciale de ce microscope.

Résolution
Données
Focale obj = 5 mm  = 0,005 m
Focale oc  = 20 mm = 0,020 m
Distance L = 20 cm
image vue par un oeil n'accommodant pas => image à l'infini = -0,25m
On applique la formule de conjugaison
\frac{1}{poc} + \frac{1}{qoc} =\frac{1}{foc}
\frac{1}{poc} + \frac{1}{-0.25} =\frac{1}{0,02}
\frac{1}{poc} = \frac{1}{0,02} + \frac{1}{0,25} =\frac{100}{2} + \frac{100}{25} =
\frac{2500}{50} + \frac{200}{50} =\frac{2700}{50}
p = \frac{50}{2700} = 0,0185 m soit 1,85 cm

La distance image de l'objectif est qob =  L - poc = 20 cm - 1,85 cm = 18.15 cm = 0,1815 m
On applique à nouveau la formule de conjugaison
\frac{1}{pobj} + \frac{1}{qobj} =\frac{1}{fobj} avec Qobj = 0,1815 et fobj = 0,005 m
\frac{1}{pobj} + \frac{1}{0,1815} =\frac{1}{0,005}
\frac{1}{pobj} = \frac{1}{0,005} - \frac{1}{0,1815} = \frac{1000}{5} - \frac{1000}{1815} =\frac{1810000}{9075}
p obj = =\frac{9075}{1810000} = 0,0050138 m soit 0,50138 cm

b)  Pc = \frac{L-foc}{4*Fobj*foc}

= \frac{0.20-0,02}{4*0.005*0.20} = \frac{0.18}{0.004} = 45

Un microscope qui grandit 45 fois, cela me semble possible.
Quelles sont les normes en général ?

Merci pour votre aide




Posté par
Coll Moderateur
re : Optique - Microscope 24-07-07 à 09:41

Quel dommage ! Une erreur d'inattention ! Mais, et c'est cela à mes yeux le plus important, toute la démarche est correcte !

Puisque l'image donnée par l'oculaire est à l'infini, poc n'est pas égal à -0,25 m mais à -...

et donc l'image se trouve dans le plan focal objet de l'oculaire donc à 20 mm du centre optique de l'oculaire
Donc tu sais tout de suite que la distance du centre optique de l'objectif à l'image intermédiaire est 20 - 2 = 18 cm

Il faut juste refaire le calcul de la position de l'objet par rapport à l'objectif.

Tu as correctement calculé le grossissement commercial du microscope, il vaut bien environ 45 fois (mais ce n'est pas la "puissance" ; voir mon autre message)

Posté par
Coll Moderateur
re : Optique - Microscope 24-07-07 à 09:53

Autre erreur d'inattention ! Attention, il vaut mieux éviter de faire ces erreurs de calcul !

Distance focale de l'oculaire 20 mm c'est-à-dire 0,020 m

et donc le grossissement commercial selon ta formule est Gc = 0,18 (4 * 0,005 * 0,020) = 450 fois (mais c'est une approximation)

selon "ma" formule (qui n''est pas une approximation) = 0,20 - 0,005 - 0,020 = 0,175 m

et donc Gc = 0,175 / (4 * 0,005 * 0,020) = 438 fois environ

C'est un grossissement tout à fait typique. Un microscope a des grossissements qui vont habituellement de 100 fois à 1 000 fois. Mais pour les forts grossissements il faut prendre des précautions tout à fait spéciales. Tu verras cela plus tard

Posté par
Coll Moderateur
re : Optique - Microscope 24-07-07 à 09:56

Pour les usagers futurs de ce topic, je précise que la formule que j'emploie est détaillée dans le topic suivant Optique - Loupe- puissance commerciale

Posté par kiki02 (invité)re : Optique - Microscope 24-07-07 à 13:14

Ok, Merci de tes remarques - sorry pour mes erreurs de calcul
Donc
\frac{1}{poc}+ \frac{1}{infini} =\frac{1}{0.02}
\frac{1}{poc} = \frac{100}{2}
Poc = \frac{2}{100} = 0,02 m

Donc j'utilise la formule de conjugaison pour calcul la place de l'objet
\frac{1}{pobj}+ \frac{1}{qobj} = \frac{1}{fobj} avec Qobj = 0,18 et fobj = 0,005 m
\frac{1}{pobj}+ \frac{1}{0.18} = \frac{1}{0.005}
\frac{1}{pobj} = \frac{1000}{5}-\frac{1000}{180}
\frac{1}{pobj} = \frac{36000}{180}-\frac{1000}{180}
\frac{1}{pobj} = \frac{35000}{180}
pobj = \frac{180}{35000} = 0.0051429 m

Merci mille fois pour ton aide

Posté par
Coll Moderateur
re : Optique - Microscope 24-07-07 à 16:56

C'est bon !

Combien de chiffres significatifs garder ? C'est une question difficile. Sachant que la mise au point d'un microscope se fait environ à 1 m (un micromètre) près on peut annoncer quelque chose comme :
distance de l'objet au centre optique de l'objectif : 5,143 mm

Je t'en prie et à une prochaine fois !



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