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Niveau maths sup
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Optique - Microscope

Posté par
logpit
02-10-11 à 10:35

Bonjour !
J'ai un exercice d'optique à faire, je l'ai pas mal commencé mais quelques questions m'empêchent de le boucler ...
Voilà l'énoncé :
-------------------------------------------------
Le microscope permet d'observer des objets proches mais minuscules, qui ont un diamètre trop petit pour être distingué à l'oeil nu. Il peut être considéré comme un système de deux lentilles minces convergentes :
- l'objectif, très convergent
- l'oculaire
centrés toutes les deux sur le même axe et distantes de D = O1O2.

=> Voilà les infos figurant sur mon schéma :
* Un objet AB devant la première lentille
* Un foyer principal objet F1 et image F'1 de la première lentille (de même F2 et F'2 pour la seconde)
* Une image intermédiaire A1B1
* Une image finale A'B'

a) Représentez la marche d'un faisceau de rayons issus du point B d'un objet AB légèrement en avant de F1 dans les deux cas suivants :
-> La distance D est telle que l'image intermédiaire A1B1 donnée par l'objectif se forme entre O1 et F2.
-> La distance D est telle que A1B1 se forme entre F2 et O2 .

=> Je suis arrivé à faire cette question

b) La distance D est fixée par le constructeur et vaut D = 20 cm. La mise au point se fait en déplaçant l'ensemble objectif-oculaire par rapport à l'objet.
Déterminer les positions de l'image intermédiaire A1B1 et de l'image finale A'B', repérées respectivement par O1A1 et O1A si on impose O1A = −4, 1 mm.
Déterminer le grandissement du système.

=> J'ai trouvé O1A1 = 16,4 cm avec un grandissement de -40 et O2A'=-36cm avec un grandissement de 10, ce qui donne un grandissement du système de -400.

c) Pour éviter à l'oeil, la fatigue de l'accommodation lors d'une observation qui peut être longue, où doit se trouver l'image A'B' pour un oeil normal ?

=> A l'infini

d) Où doit se former l'image intermédiaire pour qu'il en soit ainsi ? Donner la position de l'objet dans ce cas.

=> Pas sûr de moi au vu du résultat trouvé.
   1/O2A' - 1/O2A1 = 1/O2F'2
<=> 1/O2A1 =  1/O2A' - 1/O2F'2
<=> 1/infini =  1/O2A' - 1/O2F'2
<=> 0= 1/O2A' - 1/O2F'2
<=> 1/O2A' = 1/O2F'2
<=> 1/O2A' = 1/4
donc O2A1 = -4cm

Position de l'objet dans ce cas : (D=20cm, O2A1=-4 donc O1A1 = 16 cm)
   1/O1A1 - 1/O1A = 1/O1F'1
<=> 1/O1A = 1/O1A1 - 1/O1F'1
<=> 1/O1A = 1/16 - 1/0,4
<=>O1A = 0,41 cm environ

e)Déterminer la profondeur de champ maximum, c'est à dire la distance Δx entre la position d'un objet vu sans accomoder et celle d'un objet vu en accomodant au maximum pour un oeil normal (PR à l'infini et PP=25cm), placé en F' foyer principal image de l'oculaire. Conclusion.

=> Cette question, bien qu'indépendante du reste de l'exercice, me pose problème...

On définit la puissance d'un microscope par la quantité P=tan(α')AB, α' étant le diamètre apparent de l'image finale et AB la dimension de l'objet (en dioptries).

f)Calculer Pi (Puissance intrinsèque) définie comme la puissance dans le cas de la vision à l'infini.

=> Je ne vois pas trop quoi faire, je ne vois aucune donnée dans l'énoncé qui me permette de résoudre cette question ...

On définit le grossissement par G =tan(α')/tan(α), rapport des diamètres apparents à travers le microscope en vision à l'infini et à l'oeil nu au Ponctum Proximum.

g) Relier G à Pi et PP
  => Une fois les valeurs précédentes trouvées, ça ne devrait pas poser de problème.

Pourriez-vous m'aider svp ?
Merci

Posté par
logpit
re : Optique - Microscope 02-10-11 à 17:23

UP svp

Posté par
Coll Moderateur
re : Optique - Microscope 03-10-11 à 09:47

Bonjour,

Pour optimiser les chances d'avoir une réponse, il est judicieux de poster un énoncé complet et de ne pas obliger ceux qui veulent aider à jouer aux devinettes alors qu'il y a beaucoup de topics en attente un dimanche...

Quelle est la distance focale (ou la vergence) de l'objectif ?
Quelle est la distance focale (ou la vergence) de l'oculaire ?

Si tu ne t'es pas trompé(e) dans tes calculs on peut deviner que :
. la distance focale de l'objectif serait de 4 mm
. la distance focale de l'oculaire serait de 4 cm
Est-ce bien cela ?

Question e :
Elle suit la question d...
Tu as trouvé la position de l'objet pour que l'image finale se trouve à l'infini.
Il faut maintenant positionner l'image finale au PP de l'observateur.
Tu sais où est l'œil de l'observateur ; donc tu en déduis où est l'image finale.
Donc, tu en déduis où est l'image intermédiaire, et donc... où est l'objet

La différence entre ces deux positions de l'objet (celle que tu viens de calculer pour l'image finale au PP) et celle de la question d (pour l'image finale à l'infini) donne la latitude de mise au point.

A quel type de mécanisme faut-il faire appel pour déplacer ainsi le tube du microscope par rapport à la préparation à observer ?

Question f
Etant donné un objet de dimension AB
tu sais calculer la taille de l'image intermédiaire A1B1
Cette image intermédiaire étant dans le plan focal objet de l'oculaire, tu sais déterminer l'angle ' sous lequel est vue l'image finale (à l'infini)
Donc tu sais déterminer la puissance intrinsèque !



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