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phisique/optique
bonjour,
voici un nouvel exercice d'optique: miroirs et lentille
1)a)representer sur un schéma,un miroir sphérique convergent de distance focale f'=-5,0 cm en indiquant les positions du sommet S ,du foyer F et du centre C du miroir.
determiner par construction graphique sur ce scema,la position de l'image A'B' donnée par le miroir d'un objet AB de hauteur 2 cm et placé perpendiculairement à l'axe optique de facon que le point A soit,sur l'axe,4 fois plus loin du miroir que le foyer: SA=4SF.
b)expliquer comment on peut à partir du graphique,attribuer la valeur y=-1/3 au grandissement
2)on place un miroir plan,perpendiculairement à l'axe optique du miroir spherique convergent,au niveau du point C,les dimensions de ce miroir plan sont telles qu'aucun rayon lumineux émis par l'objet ne peut plus parvenir au miroir spherique.la face réfléchissante du miroir est tournée vers l'objet.
quelle sera la position et le grandissement de l'image que donne ce miroir plan de l'objet AB?
3)on enleve les 2 miroirs et on place une lentille mince convergente de vergence V=5 dioptries,de facon que le point A de l'objetAB soit perpendiculaire à son axe optique,le point A étant situé sur cet axe.
a)determiner par le calcul,à quelle distance de l'objet on doit placer la lentille,pour que le grandissement soit le meme que celui obtenu lors de la 1ere question,avec le miroir spherique.
b)determiner egalement ou se formerait l'image si on placait la lentille à l'endroit ou se trouvait precedemment le miroir spherique convergent.
---->merci de bien vouloir m'aider pour les questions 2 et 3.
question 1)a cf figure ci-dessous
question 1)b) :l'image A'B' de l'objetAB est renversée et la hauteur de A'B' est 3 fois plus petite que celle de l'ojet de depart.on a donc un grandissement egal à y =-1/3
Bonjour Florian,
Toujours dans l'optique ! 
Trés bien pour ta figure. Et je vois que tu as même continué d'adopter trois couleurs différentes pour les trois rayons qui permettent les constructions.
Il faudrait que tu en dises un peu plus pour démontrer que le grandissement est 
= -1/3
Ce que tu as dit est juste mais ce n'est pas vraiment une démonstration. C'est une affirmation.
Quels sont les deux triangles qu'il faut prendre en compte pour cette démonstration ?
On sait que
Le point S est sur l'axe optique : A, C, A', F et S sont sur cet axe.
Il faut donner un nom au point où le rayon (bleu) BF frappe la surface du miroir : pourquoi pas K.
Pour la deuxième question : tu t'es déjà regardé dans un miroir ? Ce n'est pas plus compliqué que cela. Tout rayon frappant le miroir est réfléchi avec un angle de réflexion égal à l'angle d'incidence (ces angles sont comptés par rapport à la normale au point d'incidence). Tu disposes d'autant de rayons que tu le souhaites pour construire l'image (virtuelle bien sûr... tu peux voir ton image dans un miroir, tu ne peux pas la capter sur un écran).
si on considere les 2 triangles rectangles A'B'S et SKB',on a A'B'=SK et A'S=B'K
mais cela ne m'avance à rien...
Il faut considérer les deux triangles rectangles ABF et SKF
(n'oublie pas K est un petit peu en dessous de S ; S est sur l'axe optique et K est en dessous de l'axe optique)
K est le symetrique de B par rapport à F (centre de symetrie)
S est le symetrique de A par rapport à F
F est symetrique de F par rapport à F
autrement dit, le triangle rectangle KSF est le symetrique du triangle ABF par la symetrie de centre F
or on sait que SA=4SF soit SF+FA=4SF (d'apres chasles),ou encore FA=3SF soit SF=(1/3)FA
sachant que la symetrie conserve les distances,on aura FK=(1/3)BF et SK=(1/3)AB
or SK=A'B'
ce qui donne: A'B'=(1/3)AB
par ailleurs ,l'image de AB,en l'occurrence A'B' est renversée
on aura donc un grandissement y=-1/3
Tu aurais pu parler d'homothétie mais pas de symétrie.
Les triangles rectangles ABF et SKF sont semblables. En particulier
ou
mais comme
alors :
Pour la deuxième question ,il faut conserver le meme dessin ou en faire un nouveau?
est il necessaire pour cette question de rappeler que "lorsque des rayons lumineux arrivent sur un miroir,ils sont reflechis de telle facon que l'angle d'incidence soit egal à l'angle de reflexion"?
pour la position de l'image: je répondrais que le miroir plan donne de l'objet AB une image ponctuelle A'B',symetrique de AB par rapport au plan du miroir.
quant au grandissement est il necessaire de le calculer?
ou repondre que l'image de l'objet AB est y=-1 car l'image est de meme taille (en effet la symetrie conserve les distances), que l'objet mais renversée par rapport à lui
Oui, il est bon d'expliquer ce que l'on fait dans un problème de physique (tu aurais pu mettre un y à physique quand même...). La phrase : "lorsque des rayons lumineux arrivent sur un miroir,ils sont réfléchis de telle façon que l'angle d'incidence soit égal à l'angle de réflexion" ne me semble pas superflue.
Oui un miroir donne une image symétrique de l'objet. Quand tu te regardes dans un miroir tu te vois renversé ? ?
D'autre part puisque le grandissement est 1 (pas -1) l'image a la même taille que l'objet, donc il ne faut pas dire "image ponctuelle A'B'". Le fait de dire que A'B' est symétrique de AB dispense de faire un calcul du grandissement.
Selon moi, oui il faut faire un dessin (même très simple) ; j'ai déjà dû te dire que pour moi il doit y avoir un schéma, un croquis, une figure... par question. Même simple, mais avec les éléments pour comprendre cette question. Or un miroir plan ce n'est pas du tout la même chose qu'un miroir concave et donc la figure de la première question ne peut pas servir.
je ne comprends pas tres bien la question 3)a et b)
faut il utiliser la loi de conjugaison ou celle de grandissement?
Dans l'exercice précédent : 
physique je t'ai donné (le 23 à 14 h 09) de nombreuses formules pour le grandissement. L'une d'elles convient bien pour la question 3a. Considère ce que tu connais et ce que tu cherches... le choix sera ainsi facile.
Quant à la question 3b c'est typiquement une question de conjugaison des positions.
bonsoir,
question 3)a
v=5 dioptries,donc la distance focale est FC=0.20m=20 cm
y=A'B'/AB=FC/FA
soit FA=(AB*FC)/A'B'=(2*20)/(-2/3)=-60 cm
3b) d'apres la loi de conjugaison de Descartes,on a: 1/OA'-1/OA=1/OF' 
1/CA'-1/CA=1/CF'
soit CA'=1/[(1/CF'+1/CA)]=1/[(1/5+(-1/10)]=1/0.1=10 cm
merci de bien vouloir corriger ces deux questions
ps: O a été remplacé par C .
Bonsoir Florian,
Presque cela pour la question 3a)
la valeur de est correcte ; mais on demande la distance entre la lentille et l'objet... Si O est le centre optique de la lentille alors
Pour la question 3b) je comprends que l'on place la lentille à la place du miroir (point S) et non pas à la place du centre du miroir (point C)
determiner egalement ou se formerait l'image si on placait la lentille à l'endroit ou se trouvait precedemment le miroir spherique convergent
Donc ton dernier calcul est à refaire (et attention la distance entre le centre de la lentille et le point focal image
bonjour,
j'ai compris la 3)a,mais je ne vois vraiment pas comment faire pour la 3)b...
je propose quand meme une réponse:
d'apres la loi de conjugaison de Descartes: 1/OA'-1/OA=1/OF'
soit 1/OA'=1/OF'+1/OA=(1/20)+(-1/80)=0.0375
soit OA'=1/0.0375=26.6 cm (environ 27cm)
Bonjour Florian,
Pour la question 3b :
On remplace le miroir convergent de distance focale = -5 cm par une lentille convergente de distance focale
= + 20 cm
On le fait de manière telle que le centre O de la lentille soit placé là où etait le sommet S du miroir.
L'objet AB était placé à une distance = 4.
c'est-à-dire à une distance
= - 20 cm du point S. Après le remplacement du miroir par la lentille l'objet est donc placé à une distance
= -20 cm du centre optique O de la lentille.
Donc... il est placé dans le plan focal objet de cette lentille. Où se trouve l'image ?
Trois manières de trouver la réponse :
- par la connaissance du cours ; position de l'image quand l'objet est dans le plan focal objet
- ou bien par la géométrie : trace les rayons caractéristiques (tu ne peux en tracer que deux : celui qui part de B et passe par le centre optique O d'une part et d'autre part celui qui est parallèle à l'axe optique et passe par le foyer image ; tu ne peux pas tracer celui qui part de B et passe par le foyer objet F puisque ce foyer est confondu avec le point A)
- ou bien par le calcul (formule de conjugaison que tu connais bien maintenant) (tu sais que zéro est l'inverse de l'infini...)
par le calcul,d'apres la loi de conjugaison,on obtient:
1/OA'-1/OA=1/OF'
soit: 1/OA'=1/OA+1/OF'
soit: 1/OA'=(-1/20)+(1/20)=0
soit OA'=1/0=+ 
Tu as raison !
L'image est à l'infini quand l'objet est au foyer objet. Tu peux le retrouver par un dessin. Mais il faut aussi le savoir pour ne pas avoir à le redémontrer à chaque fois ce qui est une perte de temps lors d'un examen.
Pour quelqu'un qui a une vue "normale", ou correctement corrigée, c'est en plaçant un objet au foyer objet d'une loupe qu'il peut regarder l'image à l'infini et donc sans fatigue car il n'a pas besoin d'accommoder.
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