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Relation de conjugaison

Posté par
nikestardreamer
03-03-13 à 17:03

Me voilà plus tôt que prévu !

Les données du dernier exercice que je dois faire sont :

Un système optique, assimilé à une lentille convergente de distance focale f' = 15 cm permet d'obtenir l'image de certaines représentation des motifs rencontrés dans les anciens livres scolaires.

Sur l'annexe (papier millimétréà, placez les foyers principaux (F foyer principal objet et F' foyer principal image).

Construire l'image A'B' de l'objet lumineux AB de hauteur 20 mm, placé à 25 cm de la lentille.

Indiquez par une lecture graphique à quelle distance de la lentille se forme l'image A'B'.

En utilisant la relation de conjugaison, retrouvez par le calcul la valeur de (OA').

Calculez la hauteur de l'image ainsi obtenue.

J'ai essayé de joindre le dessin que j'ai fait sur le papier millimétré mais visiblement mon fichier ne passe pas. Donc, pour le moment, j'ai placé O, F' à droite de O, à 15 cm, A, à 25 cm à gauche de O et B à 2 cm au-dessus de A.

Par contre, comment est-ce que je dois faire pour trouver la valeur de f ?

Si j'ai bien suivi, je ne connais que les valeurs suivantes : OA = -25 ; f' = 15 ; AB = 2 ; ça fait beaucoup d'inconnus à trouver ! (enfin, pour moi !)

*** message déplacé ***

Posté par
Coll Moderateur
re : Relation de conjugaison 04-03-13 à 07:55

Bonjour,

1) Dans un topic il ne doit y avoir qu'un seul exercice.
Pour poster un nouvel exercice il faut créer un nouveau topic.
_________

2) Impossible de faire de l'optique géométrique sans savoir tracer en quelques minutes le schéma avec les rayons caractéristiques (au moins deux rayons, souvent trois) :

Relation de conjugaison

Et simplement en regardant un tel schéma on a approximativement toutes les réponses qu'il reste à confirmer par le calcul (et une erreur de calcul serait alors immédiatement détectée).

Posté par
nikestardreamer
re : Relation de conjugaison 04-03-13 à 17:53

Merci d'avoir déplacé le topic.

J'avais un problème pour placer F ; donc, si j'ai bien compris, F et F' sont toujours la même distance, comme ici 15 et 15 ? Sur le dessin, est-ce que la droite O doit avoir une taille particulière ?

Pour répondre à la première question, à savoir :  en utilisant la relation de conjugaison, retrouvez par le calcul la valeur de (OA')

1/OA' - 1/OA = 1/OF'
1/OA' - 1/(-25) = 1/15
OA' = 40 cm

et pour répondre à la seconde question, calculez la hauteur de l'image ainsi obtenue, je suppose que je dois reprendre le théorème de Pythagore qui donne ici :

OA'2+A'B'2 = OB'2
1600+8.41=1608.41, donc la hauteur de l'image est de 2.9 cm

Est-ce que c'est juste ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Relation de conjugaison 04-03-13 à 18:13

Je ne sais pas comment tu fais pour trouver 40 cm

Il suffit de regarder la figure pour voir que c'est faux !

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'}\ }

Or ici :
\bar{OA}\,=\,-\,0,25  \,\rm{m}
et
\bar{OF'}\,=\, +\,0,15 \,\rm{m}

Veux-tu calculer exactement \bar{OA'} ?
_________

Grandissement \normalsize \gamma
L'objet est AB
L'image est A'B'

\large \gamma\;=\;\frac{\bar{A'B'}}{\bar{AB}}\;=\;\frac{\bar{OA'}}{\bar{OA}}


À partir des valeurs exactes de \bar{OA} et de \bar{OA'}, veux-tu calculer la valeur exacte de \large \gamma ?

et ainsi pouvoir calculer \bar{A'B'} sachant que \bar{AB}\;=\;+\,2\,\rm{cm}

Posté par
nikestardreamer
re : Relation de conjugaison 04-03-13 à 20:16

Alors : 1/OA' - 1/(-0.25) = 1/0.15, donc 1/OA'-4 = 6.67 OA' = 10.67

Je crois que j'ai tout faux dans les calculs. A vue de nez, en regardant le dessin, je devrais trouver environ 37.5 cm, c'est cela ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Relation de conjugaison 04-03-13 à 20:34

Quand on croit avoir tout faux... on recommence et on corrige !

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

\large \frac{1}{\ \bar{OA'}\ }\;-\;\frac{1}{-\,0,25}\;=\;\frac{1}{0,15}

\large \frac{1}{\ \bar{OA'}\ }\;+\;\frac{1}{0,25}\;=\;\frac{1}{0,15}

\large \frac{1}{\ \bar{OA'}\ }\;=\;\frac{1}{0,15}\; - \;\frac{1}{0,25}

\large \frac{1}{\ \bar{OA'}\ }\;=\;\frac{5}{0,75}\; - \;\frac{3}{0,75}

\large \frac{1}{\ \bar{OA'}\ }\;=\;\frac{2}{0,75}

\large \bar{OA'}\;=\;\frac{0,75}{2}\;=\;0,375\,\rm{m}\;=\;37,5\;\rm{cm}

Posté par
nikestardreamer
re : Relation de conjugaison 04-03-13 à 21:05

Après une  journée à faire cours dans une matière qui n'a aucun rapport avec la physique... allemand... dur dur de se plonger dans les calculs d'optique ! Mais bon, dernière ligne droite et après... plus de physique au programme ! Je crois que je devrais apprendre les cours depuis le niveau sixième pour y arriver !

Bref... pour trouver gama :

A'B'/2 = 37.5/(-25)
A'B'/2 = -1.5
A'B' = -1.5*2 = -3

En regardant le schéma, ça peut coller, non ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Relation de conjugaison 04-03-13 à 21:12

Oui, mais il ne faut pas oublier les unités ("la répétition est l'art de l'enseignement")
Si tu ne mets pas les unités dans ta copie, ne t'étonne pas que ne soit compté aucun point pour chaque résultat sans unité.
____________

Le grandissement "gamma" : - 1,5 (fois)
ce qui signifie que l'image sera 50 % plus grande que l'objet et inversée

Application :
Objet = 2 cm
Image = - 3 cm
c'est-à-dire une image de taille 3 centimètres mais inversée par rapport à l'objet.

Et cela est tout à fait en accord avec la figure.

Posté par
nikestardreamer
re : Relation de conjugaison 04-03-13 à 21:19

Merci pour tout !

J'ai vérifié que j'ai bien toutes les unités dans la copie.
Voilà, physique terminée ; d'ici quelque semaines, il y aura encore des maths ! J'appréhende déjà !

Je te tiendrai au courant de la note que j'aurai avec toutes ces explications !

Bonne soirée et à la prochaine !

Posté par
Coll Moderateur
re : Relation de conjugaison 04-03-13 à 21:22

Je t'en prie. Bonne soirée à toi aussi.
À une prochaine fois !



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