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[spé physique] microscope

Posté par
lulu83
14-11-06 à 10:26

Bonjour,

j'ai un execice en spé physique sur lequel je bloque .

ennoncé: Les caractéristiques d'un microscopes utilisé en TP sont les suivantes:
-objectif : distance focale f1 = 10mm
-oculaire : distance focale f2 = 50mm
-intervalle optique ( delta) = 160mm
On observe en placant l'oeil au foyer principal image de l'oculaire.

1) Ou doit se trouver l'image donnée par l'objectif pour que l'image definitive soit à l'infini ?

>>> pas de probleme pour cette question

2) En deduire la distance qui separe l'objet de l'objectif assimilé a une lentille mince ?

>>> je l'ai fait et je trouve : -100,625 mm c'est bon ?

3)Quand l'oeil accomode au maximun, il voit nettement les objets placés à 25cm du cristallin.
a) Dans ces conditions, à quelle distance de l'oculaire se forme l'image definitive ?

>>> voila, j'ai besoin d'aide pour cette question .

Je posterai les autres question ce soir .

Merci aux personnes qui m'aideront

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] microscope 14-11-06 à 10:33

Bonjour,

Question 2 : "la distance qui sépare l'objet de l'objectif" : cette distance est mesurée depuis le centre optique de l'objectif : impossible que ce soit -100 mm

Posté par
lulu83
re : [spé physique] microscope 14-11-06 à 18:16

pardon j'ai fai une faute de frappe, c'est -10.625 mm

Pouvez vous m'aider poue la suite


merci

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] microscope 14-11-06 à 18:47

Bonsoir,

Comme cela c'est bon ! Attention aux ordres de grandeur...

Je ne serai pas très disponible ce soir, mais j'ai probablement terminé l'exercice (est-ce qu'on demande la "latitude de mise au point" ?). Allons-y

Posté par
lulu83
re : [spé physique] microscope 14-11-06 à 18:50

oui on me le demande, mais je n'ai pas fait encore de cours dessus :s

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] microscope 14-11-06 à 18:54

Il n'y a pas besoin de cours ( ! )
Il suffit de continuer à chercher les positions d'image et d'objet.
Question 3a : où est situé l'oeil ? (distance par rapport à l'oculaire)
Il faut que l'image finale soit située à 0,25 m de l'oeil. (Elle n'est donc plus à l'infini comme dans la première question)
Donc on en déduit la distance entre l'oculaire et l'image pour cette nouvelle position

Posté par
lulu83
re : [spé physique] microscope 14-11-06 à 19:16

ok , j'ai du mal a commencer ...

qu'est ce que c'est que le cristallin ?

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] microscope 14-11-06 à 19:21

Le cristallin est l'une des lentilles qui constituent l'œil, celle qui est juste derrière la pupille.

La pupille est le diaphragme de l'œil. Pour qu'un maximum de lumière rentre dans l'œil il faut que la pupille de l'œil, que tu peux confondre avec le cristallin, soit placée là où l'oculaire donne l'image de l'objectif ; cela s'appelle le "cercle oculaire".

Posté par
lulu83
re : [spé physique] microscope 14-11-06 à 19:26

ok , merci pour l'info

Citation :
Donc on en déduit la distance entre l'oculaire et l'image pour cette nouvelle position


pour cela j'utilise la formule de conjugaison  ?

Posté par
lulu83
re : [spé physique] microscope 14-11-06 à 19:51

up svp

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] microscope 14-11-06 à 20:32

Bien sûr tu utilises la formule de conjugaison (et ce n'est pas fini !)

Tu l'as utilisée pour trouver la position de l'objet.

Tu vas l'utiliser pour, connaissant la position de l'objectif, trouver la position du cercle oculaire.

Tu l'utilises encore une fois pour trouver la position de l'image intermédiaire, celle qui est donnée par l'objectif (afin que l'image finale soit à 25 cm du cercle oculaire).

Tu l'utilises enfin une dernière fois pour trouver la nouvelle position de l'objet qui permet à l'image intermédiaire d'être là où tu viens de calculer sa position.

Tu verras ainsi que cette nouvelle position de l'objet (j'ai trouvé -0,010586 m ou -10,586 mm) est très proche de la première que tu as calculée (-10,625 mm) : seulement 39 µm d'écart : d'où l'utilité pour le réglage de la mise au point sur un microscope de la vis micrométrique.

Je ne pense pas pouvoir t'aider ce soir. Mais je lirai demain matin ce que tu auras éventuellement écrit.

Posté par
lulu83
re : [spé physique] microscope 14-11-06 à 21:32

Merci Coll pour ton aide.

J'ai compris ce que je dois faire , seulement je n'arrive pas savoir qu'elles sont les distances que je dois determiner...

Par exemple pour la 2) on me demandait de claculer la distance O1A ca c'est ok.

Mais pour la 3a) , la distance entre l'oculaire et l'image définitive = ?
C'est la distance entre O2 et B' , mais comment determiner B' ?

J'ai vraiment du mal à saisir l'ennoncé en fait !

Merci pour votre aide

Posté par
lulu83
re : [spé physique] microscope 14-11-06 à 21:41

en ce qui concerne la latitude de mise au point, je pense avoir bien compris, donc c'est vraiment la question 3 qui me pose probleme.

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] microscope 15-11-06 à 08:22

La question 3a nécessite d'employer deux fois les relations de conjugaison :
Premièrement, il faut chercher la position du "cercle oculaire", c'est-à-dire la meilleure position pour la pupille de l'œil (ou le cristallin de l'œil).
Objet : l'objectif
Lentille : l'oculaire
Donc
\bar{O_2O_1} = -0,220 m
\bar{O_2F'_2} = +0,050 m
et tu en déduis
\bar{O_2C}
Si je note C le point de l'axe au niveau du cercle oculaire

Sachant que l'œil peut accomoder jusqu'à une distance minimale de 0,25 m il faut que l'image finale (virtuelle) donnée par l'oculaire soit à 0,25 m de l'œil. Je note B" cette position de l'image finale.
\bar{O_2B''} = \bar{O_2C} + \bar{CB''} avec
\bar{CB''} = - 0,250 m

Deuxièmement, il faut chercher la position de l'image intermédiaire (point B' de l'axe optique) pour que l'oculaire en donne une image en B"
Image : l'image finale
Lentille : l'oculaire
Donc
\bar{O_2B''} =
\bar{O_2F'_2} = + 0,050 m
et tu en déduis
\bar{O_2B'}

Tu n'as pas encore copié le reste de l'énoncé, mais je suppose que la question suivante sera "quelle est la position de l'objet..."
Image : l'image intermédiaire
lentille : l'objectif
Donc
\bar{O_1B'} =
\bar{O_1F'_1} = + 0,010 m
et tu en déduis
\bar{O_1B}

D'accord ?

Posté par
lulu83
re : [spé physique] microscope 15-11-06 à 13:43

rebonjour,


Merci pour ton aide , c'est tres clair, pourtant je n'ai toujours pas reussi à faire la 3a) (c'est tres frustant de ne pas reussir alors que l'on nous ait mis sur la voie ...)

en fait c'est ce fameux cercle oculaire et le point C qui me bloque.
J'ai compris où il se situait et commenent on l'obtenait, cependant je n'arrive toujours pas à determiner la distance.

et une question aussi , dans les conditions de l'exercie, C'D'ca correspond à l'image définitive non ? enfin c'est comme ca que je le comprends ...

Je suis vraiment desolée pour le dérangement !

merci

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] microscope 15-11-06 à 14:03

Mes notations :
B : objet
B' : image intermédiaire (image de l'objet donnée par l'objectif et qui devient objet pour l'oculaire)
B" : image finale

Question 1 : B' doit être confondu avec F2 donc \bar{O_1B'} = + 0,17 m
\bar{O_1B} = - 0,010 625 m
B" à -

Question 2 : C est l'image de O1 donnée par l'oculaire : que vaut \bar{O_2C} ?

Posté par
lulu83
re : [spé physique] microscope 15-11-06 à 14:23

O2C = 0.25m  ?

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] microscope 15-11-06 à 14:27


Il faut utiliser les relations de conjugaison !

l'objet est l'objectif donc \bar{O_2O_1} = - 0,220 m
la lentille est l'oculaire
où est l'image ?

Posté par
lulu83
re : [spé physique] microscope 15-11-06 à 14:33

L'image coincide avec F2 non?

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] microscope 15-11-06 à 14:40

Ce n'est pas un jeu de devinette ! Il faut calculer...

3$ \frac{1}{\bar{O_2C}} -\frac{1}{\bar{O_2O_1}} = \frac{1}{\bar{O_2F'_2}}

\bar{O_2O_1} = -0,220 m
\bar{O_2F'_2} = + 0,050 m

Que vaut \bar{O_2C} ?

Posté par
lulu83
re : [spé physique] microscope 15-11-06 à 14:50

je trouve O2C = -0.170 m mais ca me semble bizar

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] microscope 15-11-06 à 14:55

C'est faux. Je pense que tu n'as pas respecté les signes (de la première importance en optique géométrique).
En effet c'est très bizarre : il est quand même impossible de mettre l'œil à l'intérieur du microscope !

Posté par
lulu83
re : [spé physique] microscope 15-11-06 à 15:04

oui ,

Donc je reprend :

\frac{1}{O2C}-\frac{1}{0201}=\frac{1}{02F'2}
 \\ 
 \\ <=> \frac{1}{O2C}= \frac{1}{02F'2}+\frac{1}{0201}
<=> \frac{1}{O2C}= \frac{1}{0.050}-\frac{1}{0.220}
<=> \frac{1}{O2C}= \frac{1}{-0.170}

je retombe encore sur la meme erreur...

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] microscope 15-11-06 à 15:12

Quelle horreur ! Il faut vite réviser les opérations avec les fractions !
Comment fait-on pour soustraire deux fractions qui ne sont pas au même dénominateur ?

Pratiquement je crois que l'on fait plutôt :
inverse de 0,05 = 20
inverse de 0,22 = 4,54545454...

inverse de (20 - 4,54545454...) = ?

Posté par
lulu83
re : [spé physique] microscope 15-11-06 à 15:18

oula ! milles excuses de t'avoir confronté à ca! J'ai honte ...

je reprends de suite.

Posté par
lulu83
re : [spé physique] microscope 15-11-06 à 15:21

Donc inverse de (20 - 4,54545454...) = 0.0647 m

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] microscope 15-11-06 à 15:28

Ça va mieux !

Donc \bar{O_2C} = + 0,0647 m

Voilà enfin la position du cercle oculaire.
L'image finale B" étant à 25 cm de C elle se trouve donc telle que \bar{O_2B''} = -0,1853 m
Il te faut maintenant poursuivre ; où doit se trouver B' pour que B" soit à l'abscisse qui vient d'être calculée (la lentille concernée par ce calcul est l'oculaire) ?

Et enfin où doit se trouver B pour que B' soit à cette nouvelle abscisse (la lentille concernée par ce calcul est l'objectif) ?

Posté par
lulu83
re : [spé physique] microscope 15-11-06 à 15:47

\frac{1}{O2B'} = \frac{1}{O2B''}+\frac{1}{O2F'2}
 \\ <=> \frac{1}{O2B'} = \frac{1}{-0.1853}+\frac{1}{O.050}

je trouve O2B' = 0.0684m

est ce que c'est ca ?

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] microscope 15-11-06 à 15:56

Non...

3$ \frac{1}{\bar{O_2B''}} - \frac{1}{\bar{O_2B'}} = \frac{1}{\bar{O_2F_2'}}

Posté par
lulu83
re : [spé physique] microscope 15-11-06 à 16:08

je me mélange avec tout ...

en refaisant le calcule je trouve O2B'=-0.0393

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] microscope 15-11-06 à 16:13



Encore un !

Où se trouve B pour que B' soit là ?

\bar{O_1B'} = + 0,180625 m

\bar{O_1B} = ?

Posté par
lulu83
re : [spé physique] microscope 15-11-06 à 16:43

\frac{1}{O1B'}-\frac{1}{O1B} = \frac{1}{O1F'1}
<=> -\frac{1}{O1B} = \frac{1}{O1F'1}-\frac{1}{O1B'}
<=> -\frac{1}{O1B} = \frac{1}{O.010}-\frac{1}{0.180625}
<=> -\frac{1}{O1B} = 94.4636

d'ou O1B = -0.010586 m

Ainsi on obtiens un resultat tres proche de celui obtenu à la question 2 .

Donc pour la question 4), on me demande la latitude de mise au point.

>>> donc pour ca je calcule la difference entre les 2 resultats

5) De quel piece mécanique du microscope ce resultat justifie t-il la presence ?

>>> c'es la cremailliére non?

Posté par
lulu83
re : [spé physique] microscope 15-11-06 à 16:44

\frac{1}{O1B'}-\frac{1}{O1B} = \frac{1}{O1F'1}
 \\ <=> -\frac{1}{O1B} = \frac{1}{O1F'1}-\frac{1}{O1B'}
 \\ <=> -\frac{1}{O1B} = \frac{1}{O.010}-\frac{1}{0.180625}
 \\ <=> -\frac{1}{O1B} = 94.4636

d'ou O1B = -0.010586 m

Ainsi on obtiens un resultat tres proche de celui obtenu à la question 2 .

Donc pour la question 4), on me demande la latitude de mise au point.

>>> donc pour ca je calcule la difference entre les 2 resultats

5) De quel piece mécanique du microscope ce resultat justifie t-il la presence ?

>>> c'es la cremailliére non?

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] microscope 15-11-06 à 16:47

Toutes les réponses se trouvent dans mon message du 14/11 à 20 h 32
(J'avais bien deviné la suite de l'énoncé...)

Oui la crémaillère à vis micrométrique.
Bravo !

Posté par
lulu83
re : [spé physique] microscope 15-11-06 à 16:54

eh bien , je te remercie enormément Coll , qu'est ce que j'aurai fais sans toi ...

merci à toi et bonne fin de journée
++

Posté par
Coll Moderateur
re : [spé physique] microscope 15-11-06 à 16:57

Je pense que tu retiendras plusieurs règles importantes pour traiter l'optique géométrique...
A une prochaine fois !



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