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Un objet AB est observé à travers une loupe

Posté par
CogoSum
28-10-12 à 13:38

Bonjour ! un exercice de physique sur l'optique me rend perplexe ! je ne comprend pas comment résoudre, voici l'énoncé complet:

Un objet AB est observé à travers une loupe de distance focale f'=4.0cm et de centre optique 0. L'oeil de l'observateur se trouve au foyer image F' de la loupe. Le point objet A est sur l'axe optique de la loupe.

1) L'oeil est supposé normal (PP à 25 cm et PR à l'infini). Calculer OA' puis OA.

2) a) Faire un schema sur lequel 2 cm de l'axe optique seront représentés par 1 cm sur la feuille. On prendra A'B' = 3cm

b) Tracez le support du rayon lumineux passant par O et B'; en déduire la position de B.

c) Verifier, apr le calcule, la taille de AB.

3) Un autre observateur utilise la même loupe pour observer le même objet. Il voit nettement l'image A'B' d'un objet AB si celui-ci se trouve à une distance d de 0 telle que: 3.7cm < d < 4.0 cm. De quel anomalie souffre l'oeil de cet observateur ? (justifier).



Voila l'énoncé... bon pour la première question, on me demande de calculer OA' puis OA... mais comment faire puisque je ne connais pas la position je l'objet AB ?? je connais la distance focale de la lentille, je sais que l'objet AB doit être entre Fobjet et le centre optique 0
Mais je ne vois pas comment faire...

Pour le 2)a): si je ne sais pas ou se trouve AB sur l'axe optique, comment je peux savoir ou se trouve A'B' de 3 cm ?


J'ai inséré une image prise sur internet,qui se rapproche de cet exercice, mais j'ai vraiment besoin d'aide sur la marche a suivre pour commencer cet exercice, merci !

Un objet AB est observé à travers une loupe

Posté par
CogoSum
re : Un objet AB est observé à travers une loupe 28-10-12 à 17:39

Posté par
prbebo
Un objet AB est observé à travers une loupe 28-10-12 à 18:30

Bonjour Cogosum,

tu as tout a fait raison, il y a une indetermination dans la premiere question (et du coup, dans les suivantes aussi) : si on ne sait pas ou est l'image a observer, on ne peut pas calculer la position de l'objet. On peut supposer que l'auteur de l'exercice demande ou se trouve l'objet dans lew deux cas extremes d'observation : image au PR puis image au PP. Dans le premier cas, c'est simple et ca se fait sans calcul : puisque le PR est a l'infini, il faut pour observer l'image A'B' que l'objet soit dans le plan focal objet de la loupe (cad, que A soit place en F).
Dans le second cas, si A' est confondu avec le PP de l'oeil, la distance entre l'oeil et A' (cad entre F' et A') vaut 25 cm, ce qui donne OA' = 25 - 4 = 21 cm. On leut alors appliquer la relation de conjugaison des lentilles pour trouver la position de l'objet A qui a son image a 21 cm devant une lentille de distance focale f' = 4 cm.J'ai fait le calcul et j'obtiens AO = 3,36 cm (A a gauche de O, car le calcul donne algebriquement OA = -3,36 cm). L'objet A est donc entre F et O, comme tu l'as dit.

Les questions 2a, 2b et 2c doivent etre faites dans ce cas, car dans le 1er cas (observation au PR) A'B' est infini. Pour l'observation au PP, le grandissement vaut 21/3,36 = 6,25 ; ca correspond a un objet AB de hauteur 0,48 cm. Un construction geometrique analogue a celle que tu as trouvee sur internet devrait redonner a peu pres  cette valeur, aux incertitudes de trace pres, bien sur.

Quant a la question 3, il s'agit de calculer ou se trouve l'image que la loupe donne d'un objet situe entre 3,7 cm et 4 cm de O. Pour 4 cm, on retrouve evidemment i'image a l'infini ; pour 3,7 cm l'image se trouve a 49 cm de O, soit a 53 cm de l'oeil. Cet oeil ne peut donc voir correctement qu'entre l'infini et 53 cm : son defaut est la presbytie (vieillissemnent de l'oeil qui se traduit par une difficulte a accommoder).

Je pense comme toi que l'auteur de cet exercice aurait du faire un effort de clarte...

Si tu as des questions n'hesite pas a poster.

Prbebo.

Posté par
CogoSum
re : Un objet AB est observé à travers une loupe 28-10-12 à 19:09

Merci pour la super réponse détaillé et précise j'ai compris maintenant.

Pour le calcule de OA' ok, pour le calcule de OA j'ai trouvé autre chose... On est dacord, la relation de conjugaison dit que : 1/OA' - 1/OA = 1/f' = 1/OF'. Donc on a OA = (f'*OA')/(f'-OA') = (4*21)/(4-21) = -4.94.

C'est cela ou je me trompe ?

Posté par
prbebo
Un objet AB est observé à travers une loupe 29-10-12 à 12:14

Bonjour CogoSum,

oui tu te trompes... Ta relation qui donne OA est bonne, mais n'oublie jamais que c'est une relation algebrique, c'est a dire que OA' peut-etre positif ou negatif selon la place de A' par rapport au centre optique O. Ici A' est devant la loupe (derriere, cela n'aurait aucun interet...), donc OA' est negatif.
Dans l'application numerique de la relation que tu donnes il faut donc faire OA' = - 21 cm, ce qui donne OA = 4 x (-21) / (4 + 21) = - 3,36 cm.

Voici une autre raison de comprendre ton erreur : tu trouves OA = - 4.94 cm, ce qui veut dire que le point A est a gauche de F (puisque OF = - f' = - 4 cm). Or, quand un objet est place avant le foyer objet F d'une lentille convergente, son image est toujours reelle ; il n'y a que le cas d'un objet place entre F et O de celle lentille qui fournit une image virtuelle.

Mais ne t'inquiete pas  : tu n'es pas le premier a commettre cette erreur de signe, et il y en aura encore beaucoup d'autres apres toi... c'est le metier qui rentre, comme on dit.

Si tu as encore des soucis avec l'optique geometrique, n'hesite pas a poster.

Bon courage,  Prbebo.



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