[PDF] Diapositive 1 caractéristiques de l'image

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UNIVERSITE FRERES MENTOURI CONSTANTINE 1

FACULTE DES SCIENCES DE LA NATURE ET DE LA VIE

PREMIERE ANNEE TRONC COMMUN

Module de physique

Solution des deux exercices de T

D de lentilles

minces

Amine Benachour

Avril 2020

Préambule

partieducontenudegéométrique.

Sommaire

1/Présentation des exercices 4

2/ Récapitulatif du cours de lentilles minces 5

3/ Exercices 09 7

4/ Discussion supplémentaire 13

5/ Exercice 08 15

6/ Rappel 17

7/ Discussion supplémentaire 29

8/ Exercices supplémentaires 37

9/ Bibliographie 38

1/ Présentation des exercices

lentilledivergentepourlesseconds.

2/ Récapitulatif

Une lentille mince

ConvergenteDivergente

Formule de conjugaison

Image renversée

Image agrandie

''AB

Réelle ou virtuelle?Sa nature :

Virtuelle

Sa taille :

O F

Distance focale objet :

Distance focale image :

Foyer objet : F

O FF O

Nature de la lentille

Lavergence :

Image F

Sa position ?

O Objet virtuel Image réelle Objet réel Image virtuelle

Réelle

B FAO

Construction

Géométrique

Grandissement transversalImage droite

Image réduite

Foyer image :

Exercice 09

à travers une lentille convergente

3/ Exercice N

09 de la série de TD

Un objet réel AB droit de 1 cm de hauteur est placé à 6 cm devant une lentille convergente de 4 cm de distance focale.

1.Quelle est la vergence de cette lentille ?

2.

3.Vérifier les résultats par une construction géométrique.

Réponses :

Un objet AB droit de 1 cm de hauteur :

une flèche pointée vers le haut de 1 cm de longueur. 1 cm A B

Enoncé :

B AO

Objet réel

6 cmF'4 cm4cm

séparant de la lentille est de 6 cm. Celle-ci est une mesure algébrique négative :OA=6cm mais:

4 cm de distance focale; est la distance séparant les foyers de la lentille. Là encore à ne pas confondre avec les distances focales

objet et image qui sont également des mesures algébriques dont les signes dépendent de la nature de la lentille. En effet, pour la

lentille convergente on a :

Autrement-dit :

ǯSa tailleLes distances focales objet et image :

Ainsi Les données

numériques sont : 1 cm

Unité en S.I

conversion au mètre Question N°01 : Quelle est la vergence de cette lentille? La vergence est positive comme il se doit car la lentille est convergente. Par définition la vergence est donnée par la formule :

elle doit être mesurée en S.I, il faut donc faire attention en convertissant la distance focale image au mètre

avant substitution :

On obtient après substitution :

Question N2 :

AO

Objet réel

6 cmF'

Image?

Le calcul :

le grandissement transversal :

Formule de conjugaison

B

Image réelle

Question N 3 : Vérifier les résultats par une construction géométrique F' B A O Image réelle renversée et agrandie; mesurant

Objet réel

Géométriquement :

F' B A O Image réelle renversée et agrandie; mesurant

Objet réel...

On confirme ce qui a été obtenu par le calcul comme il se doit :

4cm4cm

12cm 6cm géométriquedevientalors: F' B A O Image réelle renversée et agrandie; mesurant

Objet réel...

4/ Discussion (Supplémentaire) :

Il est légitime de se poser la question suivante :ǯǯvaut spécialement le double et comme : de la formule de conjugaison on déduit : un cas que nous avons rencontré dans la première partie (section 7 du cours)

Formule de conjugaison

une image deux fois plus grande signifie :qui implique deux valeurs possibles pour le grandissement transversal

Exercice 08

(Constructions géométriques) OA B 1 ..OA B 2 OA B 3 OA B 4

La Solution

6/ Rappel :

Etape 1

Etape 2

Etape 3

Etape 4: Tracer les rayons. Au moins deux.

OA B O O

Etape 5

rayons ou de leurs prolongements O B A

Objet réelB

A

Objet virtuel

F 'F F' OA B F OA B F OA B 'F

1.Rayon issu

parallèle à

2.Rayon

normale

3. Image au

point

4.Passant par F

(facultatif)

Premier rayon

Premier rayon

Troisième rayon

'FO A B

Image réelle réduite et renversée

'FO A B construction par trois rayons (réponse supplémentaire) (2/2) :

Image réelle réduite et renversée

On peut ajouter le troisième rayon :

'FO'A B Ce qui diffère dans le cas présent par rapport à toutes les constructions précédentes est le fait que les rayons ne se rencontrent pas après réfractions. deformationde.Enalorsàceque soitvirtuelle,partàcausedufaitquece construction,partdesrayons imagevirtuelle. estuneloupe. lesrayonsréfractés. 'FO' A B

Image virtuelle droite et

agrandie

La loupe

'FO' A B

Image virtuelle droite et

agrandie

La loupe

construction par trois rayons (réponse supplémentaire) 'FOA B Quand on considère une lentille divergente il ne prolongementsconvergentverslefoyerimage.

Parconséquent,lerayonissude

parallèlementàpassantparnepeut rejoindre'aprèsréfractionqueparson prolongement.Pourobtenirtraçonsle rayonnormale. 'FO' A B

Image virtuelle droite et réduite

'FO' A B

Image virtuelle droite et réduite

son prolongement rejoint le point image.

VuqueFpassituédumêmecoté

queréelpourlalentille divergente,letroisièmerayon peutajouter,àsavoirceluiissu objet; est le rayon dont le prolongement passe par F. 'FO' A B

Image virtuelle droite et réduite

'FO 'A B

Image virtuelle droite et réduite

La construction géométrique de ce cas est

similaire au cas précédent. 'FO 'A B

Image virtuelle droite et réduite

Quand on tient compte du troisième rayon on

a comme construction géométrique : OA B1

7/ Discussion

(supplémentaire) ..OA B2 OA B3 OA B4 FF FF

Image réelle réduite

et renversée

Image virtuelle

droite et agrandie (la loupe)

Image virtuelle

droite et réduite

Image virtuelle

droite et réduite Objet réel à gauche de FObjet réel à droite de F Objet réel à gauche de FObjet réel à gauche de F Une fois les constructions géométriques effectuées pour les quatre cas. Se pose alors la objetvirtuelapasencoreeu. 'FOA B

Commecommençonspartracerlerayon

issudeparallèleà.Vuquese trouvedecotédelalentille.le de. 'FOA B La lentille divergente va dévier le rayon parallèle de que son prolongement converge ver le foyer image. 'FOA B Il faut maintenant tracer un deuxième rayon. Nous le centre.

Làencorevuquesesituedecoté

quipassentparO,celuiquipasseparB. lentilleausommetdevirtuel. 'FO A B

Image virtuelle renversée et

agrandie de la lentille, par le biais du prolongement du premier rayon et du second, qui se coupent en un point unique, 'FO A B

Image virtuelle renversée et

agrandie Si on veut ajouter un troisième rayon ça ne peut être que celui dont le prolongement passe par le foyer objet et 'FO A B

Image virtuelle renversée et

agrandie Comme le prolongement de ce troisième rayon passe par

8/Exercice supplémentaire

La construction géométrique des autres cas possibles :

En utilisant trois rayons.

Lentille convergente.

Lentille divergente.

Pour une meilleure assimilation des constructions géométriques de la lentille mince, je vous propose en

exercice supplémentaire de faire :

9/Bibliographie

[1] J.P Parisot, P. Seconds, S. Le Boiteux, Optique, Dunod(2003). [2] A. Maurel, J.M Malbec, Otique géométrique, Belin (2002). [3] T.Becharrawy, Optique géométrique, cours et exercices corrigés, de boeck(2006). [4] P. Davidovits, Physicsin biologyand medecine, Elsevier/AcademicPress(2008).quotesdbs_dbs46.pdfusesText_46

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