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Spé physique: exercice sur le microscope
Bonjour, j'ai du mal à faire quelques questions. Pouvez-vous m'aider svp 
Sur un banc d'optique on réalise une maquette de icroscope à l'aide d'un ensemble de 2 lentilles minces convergentes de même axe optique.
La lentille L1 de centre optique O1, de distance focale f1'= 10 cm représentant l'objectif
La lentille L2 de centre optique O2, de distance focale f2'= 20 cm représentant l'oculaire.
L'intervalle optique est 
= F1'F2= 20 cm
Un objet AB de longueur 0,50 cm, convenablement éclairé, est placé perpendiculairement à l'axe optique, le point A étant sur l'axe.
Dans la première partie du problème, on suppose que l'observateur a un oeil normal, c'est à dire qu'il voit à l'infini sans accomoder. On veut que l'image intermédiaire A1B1 de l'objet AB donné par l'objectif L1 soit située dans le plan focal objet de l'oculaire L2. Les points F2 et A1 sont confondus.
I) Oeil normal
1)a- Calculer la position intermédiare de l'objet AB pour que l'image intermédiaire A1B1 soit dans le plan focal de l'oculaire.
---> j'ai trouvé O1A= -15cm
b- A1B1 est-elle réelle ou virtuelle?
---> Je crois que l'image est réelle car l'objet AB est situé avant le foyer objet F1. Mais je ne suis pas sûre
c- Calculer le grandissement de l'objectif:
--->J'ai trouvé que le grandissement 
=2, je trouve que c'est un peu petit
d- L'image A1B1 est-elle droite ou renversée?
--->L'mage A1B1 est renversée. Mais je ne sais pas comment justifier
e- Quelle est sa taille?
---> j'ai trouvé que A1B1= 1,0 cm
2) Faire une figure telle que sur l'axe optique 10cm sont représentés par 1,5cm, sur la perpendiculaire de l'axe optique l'échelle est de 1
3) 
est l'angle sous lequel l'oeil voit AB en l'absence de microscope, à une distance d=25 cm.
' est l'angle sous lequel l'oeil voit l'image A2B2, image définitive
G est le grossissement du microscope
Calculer , ' et G
---> J'ai trouvé que = 2,0.10^-2 rad, '= 5,0.10^-2 rad et G= 2,5
4) On appelle cercle oculaire l'image de l'objectif L1 à travers l'oculaire L2. Soit O1' le centre de ce cercle.
a-Déterminer par le calcul la distance O2O1' entre l'oculaire et le cercle oculaire
---> je ne sais pas comment faire 
b-Dans le cas d'un vrai microscope, pourquoi fait-on coincider la pupille de l'oeil avec le cercle oculaire?
---> je ne sais pas
II) Oeil myope:
L'oeil supposé placé en F2' est maintenant un oeil myope. Sans accomoder, l'observateur voit distinctement l'image définitive A2'B2' dans le cas où elle est à 50 cm de F2'
1) L'image intermédiaire A1'B1'doit-elle se former à droite ou à gauche du plan focal objet de L2?
2) Dans quel sens doit-on déplacer l'objet AB pour que l'oeil voit distinctement A2'B2' sans accomoder. Justifier la réponse sans calcul.
Euh pour ces 2 dernières questions je n'ai pas d'idée 
Merci d'avance pour votre aide 
Bonjour,
Oui pour O1A = - 15 cm
Tu as orienté l'axe optique dans le sens de propagation de la lumière et tu as eu raison !
L'image intermédiaire est réelle. Les rayons en provenance de l'objectif convergent vers l'image, située après l'objectif. (Dans le cas d'une image virtuelle, par exemple avec une loupe, ou tout à l'heure avec l'oculaire, les rayons en provenance de la loupe ou de l'oculaire divergent depuis l'image située avant la loupe ou l'oculaire)
... "avant" ... "après"... : dans le sens de propagation de la lumière
En calculant le grandissement, après avoir aussi orienté (donné un sens positif) à l'axe perpendiculaire à l'axe optique (par exemple le sens de l'objet AB) je trouve = - 2
Et ce signe moins est une justification possible pour la question suivante 
Sinon c'est par la figure que tu prouves que pour les positions de l'objet et de l'image par rapport à l'objectif, l'image est inversée par rapport à l'objet.
Oui, sa taille est bien 1,0 cm (ou - 1,0 cm si on compte algébriquement le segment A1B1)
D'accord pour ce début ?
Alors, la suite
Tout à fait d'accord pour les angles et ' et donc pour le grossissement.
Tu as eu raison de t'étonner du grandissement très faible. Tu pourrais encore t'étonner ici du grossissement tout aussi faible. La raison en est que cette maquette est vraiment loin de la réalité. Un "vrai" microscope a un objectif et un oculaire qui ont des distances focales beaucoup plus faibles que les lentilles qui sont utilisées ici.
Le cercle oculaire :
"image de l'objectif donnée par l'oculaire"
Tu connais la distance focale de l'oculaire
Tu connais la distance du centre de l'oculaire au centre de l'objectif
Donc... tu peux en déduire la distance du centre de l'oculaire au cercle oculaire (image de l'objectif donnée par l'oculaire)
En fait ce que je ne comprend pas c'est "l'image de l'objectif donné par l'oculaire" ;?
L'objectif est un objet
L'oculaire est une lentille (convergente)
L'oculaire, une lentille, donne d'un objet (pourquoi pas l'objectif) une image
Pour cette question tu oublies complètement l'objet AB, son image intermédiaire A1B1, etc. C'est autre chose...
Ah d'accord
Est-ce que la distance du centre de l'oculaire au centre de l'objectif =40 cm?
Ah oui
Même en connaissant la distance focale de l'oculaire (20 cm) et la distance du centre de l'oculaire au centre de l'objectif =40 cm, je ne vois toujours pas comment calculer O2O1' on utilise la relation de cionjuguaison
Oui, en utilisant la relation de conjugaison
distance focale de l'oculaire (20 cm) et distance du centre de l'oculaire au centre de l'objectif = 50 cm
Ah d'accord merci
J'ai trouvé que O2O1'= 0,8 cm ce n'est pas un peu petit?
Si... c'est vraiment trop petit ! Mais c'est très bien que tu t'en rendes compte (ce serait encore mieux, si, t'en étant rendu compte... tu recommençais et corrigeais ).
N'oublie pas que tu travailles avec des valeurs algébriques des segments ! Par exemple = - 0,50 m
Travaille aussi seulement en mètre en optique (à cause de la dioptrie)
D'accord alors en refaisant les calculs en mettant tout en mètres et en valeurs algébriques j'ai trouvé 3,4.10^-1 m. Est-ce que c'est bon svp
D'accord merci
Est-ce que vous pouvez m'aider pour la 2ème partie svp
En fait je ne comprends pas comment une image définitive A2'B2' peut se situer à 50 cm de F2' parce que l'mage définitive se trouve à l'infini normalement ;?
Tu me diras aussi ce que tu proposes pour la question 4b : l'utilité du cercle oculaire.
Je suis myope. Quand je regarde dans un microscope j'enlève mes lunettes. Sans lunette je ne vois pas plus loin que ... mon "punctum proximum" ; l'énoncé te dit ici que ce myope ne voit pas plus loin que 50 cm (il n'est pas très myope, mais il est myope ; un œil "normal" voit jusqu'à l'infini)
Pour un œil "normal" il faut que l'oculaire donne de l'image intermédiaire une image finale à l'infini ; pour cela tu as vu dans la première partie que l'on ajuste la distance entre l'objet et l'objectif afin que l'image intermédiaire soit dans le plan focal objet de l'oculaire ; l'image finale est ainsi à l'infini.
Mais un myope va changer ce réglage (c'est la deuxième partie de ton exercice) : il va changer la distance entre le microscope (donc l'objectif) et l'objet pour que l'image intermédiaire se forme à un endroit tel que l'oculaire en donnera une image finale à seulement 50 cm de l'œil.
Comprends-tu le phénomène ? Les calculs sont faciles ensuite.
Pour la question 4b: il faut faire coincider la pupille de l'oeil avec le cercle oculaire car l'image est plus lumineuse au milieu du cercle oculaire
Si j'ai bien compris pour la 2ème partie, un oeil myope ne peut pas voir à l'infini, il faut que l'image finale se trouve à 50 cm de l'oeil donc l'image intermédiaire n'est pas située sur le plan focal objet de l'oculaire. Mais je ne sais pas si l'image intermédiaire doit de former à droite ou à gauche du plan focal objet L2( comme on nous le demande dans la question II)2)
Oui, tous les rayons qui passent par l'objectif passent aussi par l'image de l'objectif donc par le cercle oculaire ; en plaçant la pupille de l'œil à l'emplacement du cercle oculaire on reçoit dans l'œil tous les rayons provenant de l'objectif : donc l'image est complète et on bénéficie de toute la lumière.
Puisque l'œil du myope est en F2', on a O2F2' = +0,20 m
Il est donc nécessaire que l'image finale se trouve en A2B2 tel que O2A2 = -0,30 m
Tu as certainement étudié la loupe ; un oculaire se comporte en optique comme une loupe.
Où faut-il que soit l'image intermédiaire pour que l'oculaire en donne une image avec O2A2 = -0,30 m ?
Merci de m'avoir répondu
Je pense qu'il faut que l'image intermédiaire soit à l'infini pour que A2B2 soit dans le plan focal F2 de l'oculaire L
Correction sur mon message de 15 h 35 :
Sans lunettes je ne vois pas plus près que mon "punctum proximum"
et je ne vois pas plus loin que mon "punctum remotum"
______________
Il faut le terminer cet exercice...
Petit détour par la lunette astronomique (ou le télescope ou une paire de jumelles...) : réglée pour un œil "normal" elle est "afocale" : l'image finale est à l'infini car c'est ainsi qu'un œil normal observe sans fatigue.
Un myope ne voit pas plus loin que son "punctum remotum". L'objet étant à "l'infini" l'image intermédiaire se forme dans le plan focal image de l'objectif. Comme il n'y a aucun espoir de modifier la distance entre l'objet (la Lune, la planète, la galaxie...) et l'objectif, l'image intermédiaire se formera toujours à la même distance de l'objectif et en conséquence il n'y a qu'une possibilité pour que le myope puisse utiliser la lunette : il faut qu'il modifie la distance entre l'oculaire et l'image intermédiaire afin de former une image finale à une distance où il la verra nette. Pour cela il raccourcit la distance entre l'image intermédiaire et l'oculaire ; il "enfonce" légèrement l'oculaire (avec les anciennes paires de jumelles, on voyait très bien cette modification de la longueur des jumelles quand un myope les utilisait). Moyen mnémotechnique : "le myope qui a la vue courte raccourcit la lunette".
Le microscope. La longueur du microscope est invariable. Donc il n'est plus possible pour un myope de déplacer légèrement l'oculaire par rapport à l'image intermédiaire. Mais il y a une autre solution. Puisque l'objet est à distance finie, il faut déplacer tout le microscope par rapport à l'objet. On fera que l'image intermédiaire ne se forme plus dans le plan focal objet de l'oculaire en vue d'avoir une image finale à distance suffisamment faible pour un myope.
D'accord ?
Nos messages se sont croisés et je n'avais pas vu ta réponse de 9 h 18
Non, vraiment pas. Considère comme je l'ai suggéré la loupe (hier 18 h 36) (l'image intermédiaire dans le microscope est l'objet pour l'oculaire qui agit comme une loupe).
Si l'objet observé avec une loupe est placé contre la loupe il n'y a quasi aucun grossissement et l'image finale est à peu près à la distance de l'objet.
Au fur et à mesure où tu éloignes doucement la loupe de l'objet, le grossissement augmente et l'image finale s'éloigne.
A l'extrême limite, l'objet est dans le plan focal objet de la loupe et l'image est à l'infini.
Donc : toutes les positions possibles pour l'objet se situent entre le foyer objet de la loupe et la loupe elle-même.
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