[PDF] 1 : R Chapitre 2 : Les mécanismes optiques de lœil (p. 19)

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TTHHÈÈMMEE 11 :: RREEPPRRÉÉSSEENNTTAATTIIOONN VVIISSUUEELLLLEE Chapitre 2 : Les mécanismes optiques de l·±LO (p. 19)

Savoir-faire :

Représenter symboliquement une lentille convergente ou divergente. Déterminer JUDSKLTXHPHQWODSRVLWLRQODJUDQGHXUHWOHVHQVGHO·LPDJHG·XQREMHWSODQGRQQpHSDUXQH lentille convergente. Associer à chaque défaut un ou plusieurs modes de correction possibles. Exploiter la relation liant la vergence et la distance focale.

I- Les lentilles minces

Le terme " lentille » évoque couramment un verre corrigeant la vision. (QSK\VLTXHFHPRWGpVLJQHO·REMHWWUDQVSDUHQWTXHO·RQWURXYHGDQVSUHVTXHWRXs les appareils de prise de vues ou de projection.

Une lentille mince est un milieu transparent qui possède au moins une surface sphérique déviant

la lumière.

1. Existe-t-il différents types de lentilles ?

Activité n°1 : Deux types de lentilles minces - Doc. 1 et 2 page 20

Correction :

Doc 1. Comment trier les lentilles ?

1. Analyser.

Les lentilles de la catégorie A sont à bords minces HWERPEpHVDXFHQWUH(OOHVIRUPHQWG·XQ objet proche (un texte par exemple) une image, observable à travers la lentille, plus grosse

TXHO·REMHWHIIHWORXSH

Les lentilles de la catégorie B sont à bords épais HWPLQFHVDXFHQWUH(OOHVIRUPHQWG·XQ objet proche (un texte par exemple) une image, observable à travers la lentille, moins grosse

TXHO·REMHW.

Doc 2. Effet sur un faisceau parallèle de rayons de lumière

2. Décrire.

Une l entille de la caté gorie A a un e ffet convergent : les rayo ns parallèl es de lumière

constituant le faisceau incident émergent de la lentille en se rapprochant de son axe optique.

Une l entille de la catégorie B a un eff et diver ge nt : les rayons parallèl es de lumière

constituant le faisceau incident émergent de la lentille en V·pORLJQDQW de son axe optique.

3. Décrire. Du fait de ces effets :

une lentille de la catégorie A est appelée lentille mince convergente ; une lentille de la catégorie B est appelée lentille mince divergente.

Bilan : (page 28)

Il existe deux types de lentilles :

Lentilles convergentes Lentilles divergentes

À bords minces

À bords épais

Grossis ODWDLOOHG·un texte Diminue la taille G·XQWH[WH 'LPLQXHODODUJHXUG·XQIDLVFHDXGH lumière. $XJPHQWHODODUJHXUG·XQfaisceau de lumière. 1

2. Quelles sont les cDUDFWpULVWLTXHVG·XQHOHQWLOOHFRQYHUJHQWH ?

Activité n°1bis : Deux types de lentilles minces - Doc. 3 page 21

Correction :

Doc 3. eOpPHQWVFDUDFWpULVWLTXHVG·XQHOHQWLOOHFRQYHUJHQWH

4. Analyser.

foyer imageet noté )· centre optiqueOge de celle-ci sans être dévié. foyer objet Felle-ci en étant parallèle à son axe optique.

5. Décuire.

que ceux de la première (photographie a). tille, sa distance focale est donc plus petite, sa vergence est donc plus grande que celle de la première lentille utilisée.

6. Calculer

5

Bilan :(page 28)

lentille L convergente est caractérisée par : F et F·sont symétriques SDUUDSSRUWDXFHQWUHRSWLTXH2F·HVWà-dire que : OF = OF· lentille est caractérisée par sa distance focale f· = OF· vergence C. grandeurs sont liées par la relation suivante : C= 1 f' f'= 1

C /DYHUJHQFH&V·H[SULPHHQdioptrie5

·V·H[SULPHHQmètrem

Remarque :

divergente:

OHVSRLQWV)HW)·VRQWLQYHUVpV

Exercices n°4 et 5 p. 33

L

¨F O F· 2

II- Image donnée par une lentille convergente

Activité n°2 : Image donnée par une lentille mince convergente - Doc. 1 et 2 pages 22-23

Correction :

1. Décrire.

Cas IM P

M M M MP NÓP

M M MP NÓP

Doc 2. Recherche graphique des caractéristiques G·XQHLPDJH Cas ŃOM ŃO OPM 1 cm sur le papier pour 5 cm en réalité F F F [ 3

2. Comprendre.

Un rayon incident M P MMP M : tous les rayons issus de B qui

PMP M P MP M M B

3. Analyser.

Les résultats obtenus par construction sont bien compatibles avec ceux obtenus par mesure sur le banc.

Cas n°1 n°2 n°3

Distance objet-lentille 20 cm 32,5 cm 7,5 cm

IM P-elle

observable sur un écran ? Oui* Oui* Non**

Distance lentille-image

5,2 cm sur le papier soit

5,2 × 5 = 26,0 cm en

réalité

3,45 cm sur le papier

soit 3,45 × 5 = 17,25 cm en réalité -4,45 cm sur le papier soit -4,45×5 = -22,25 cm en réalité

M M M

MP NÓP

Plus grande

Plus petite

Plus grande

M M

MP NÓP

Renversée

B est au- M

P

Renversée

Droite

B est au- M

P MB

P P M Ń P PŃP M P P

diffusés par un écran. Une telle image dite réelle est visible sur un écran.

P P M Ń P PŃP P MB I M

lentille, tout se pass Ń M MP P P B /·REVHUYDWHXUSHUoRLW%·HWQRQ%. P M P virtuelle. Située avant la lentille et intersection de prolongements de rayons P M M M P Ms visible sur un écran mais elle est visible en regardant à travers la lentille.

Bilan : (page 28)

P M P M P NÓP PMŃ N trois rayons

provenant de B traversant la lentille : ¼ celui qui passe par le centre O de la lentille. Ce rayon ressort sans être dévié ;

¼ Ń P MM M P M PB F M P MMP M

IR\HULPDJH)·GHODOHQWLOOH ;

¼ celui qui passe par le foyer objet F de la lentille. Ce rayon ressort en étant parallèle à

M P M PB

IPŃP P M P P P P M B

Remarque :

NÓP P (très éloigné de la lentille), son image se forme dans le plan foyer image de la lentille.

Exercice n°6 p. 33

4

III- 9LVLRQG·XQ±LOHPPpWURSHHWDFFRPPRGDWLRQ

Activité n°3 : /·±LO emmétrope et son vieillissement - Doc. 1, 2 et 3 pages 24-25

Correction :

Doc 1. 6LPXOHUO·DFFRPPRGDWLRQ

1. Observer.

IM M foyer LPDJH)·de la lentille. On retrouve ainsi les résultats établis lors des activités précédentes sur les lentilles. I M M P M ±LOVXUO·pFUDQqui modélise la rétine (appelé ensuite écran-rétine) lorsque la source est très éloignée.

2. Interpréter

P ŃMrétine reste fixe car elle représente la SURIRQGHXUGHO·±LO réel

3. Observer

a. M P M O·LPDJHGHODVRXUFH6HVWXQSRLQWVLWXpVXUO·D [HRderrière

O·pFUDQ-rétine

I éloigne la sourcede la lentille, son image se rapproche ŃMrétine et quand on approche la sourcede la lentille son LPDJHV·HQpORLJQH

Remarque : IM MP P MPPP NÓP NÓP

P ŃM PMŃ M P M PMŃ ŃM B

b. MPMP M augmentela valeur de la distance focale de la lentille,

P M M NÓP ŃMrétine.

4. Interpréter

I O MŃŃMP P M mise au pointŃP ±LOpour voir nettement des NÓP ŃOB IMŃŃMP M M M modification de la vergence ŃPM B

5. Synthétiser

NÓP P NÓP ŃO

Doc 2. eWXGLHUO·DFFRPPRGDWLRQ : http://www.dailymotion.com/video/xl81gq_accomodation_tech

6. Décrire.

M MÓP M M P P plus bombée

7. Synthétiser.

a. I DFFRPPRGHHQSDVVDQWG·XQHYLVLRQGHORLQjXQHYLVLRQGHSUqVODdistance focalede

M P diminueet sa vergence augmente

b. courbure du cristallin MP MŃŃMPB c. Représentation :

Doc 3. La presbytie

8. Interpréter

MP Ń

proches, il devient moins convergent Pour co rriger ce défaut, un presb yte doit augmenter la conv ergence convergent pour la vision de près ou par chirurgie corrective. 5

1. Accommodation, punctum proximum et punctum remotum

Bilan : (page 29)

Iaccommodation est nécessaire pour voir nets des objets à différentes distances modifie la courbure du cristallin, il devient plus ou moins convergent. Le punctum proximum P P ŃO P ŃMMN PB Le punctum remotum P P P M MŃŃ M repos »).

2. I P

Bilan : (page 29)

I P normal P M MP.

Son punctum proximum est à environ 20 cm et son punctum remotum P B

Exercice n°7 p. 33

IV- GMP P ŃŃP (page 29)

Activité n°4 : Myopie et hypermétropie - Doc. 1 et 2 pages 26-27

Correction :

Doc 1. La myopie et sa correction

1. Interpréter.

a. Pour un Ń M NÓP PM devant la rétine.

I±LOmyope est trop convergent.

b. M ŃŃP M ne peut pas voir nettement un objet très lointain, puisque son image ne peut se former sur la rétine. Son punctum remotum P M P D0 Ń de la lentille par exemple).

c. Sur la photographie, la personne lit une carte placée très près de ses yeux, plus près que pour des

yeux emmétropes : le punctum proximum est plus proche emmétrope. d. Ń M n utilise des lentilles divergentes.

2. Conclure

IMÓP P Ń M ŃO P diminuer la vergence B

Doc 2. IOP P M ŃŃP

3. Interpréter.

a. IM NÓP PM derrière la rétine pour un hypermétrope non corrigé.

I hypermétrope P M M convergent.

b. Pour voir nettP NÓP PM OP accommode. c. hypermétrope ne voit pas nettement des objets proches : son punctum proximum est plus

éloigné ±LO Ń emmétrope.

d. Ń M hypermétrope, on utilise des lentilles convergentes.

4. Conclure

IMÓP P Ń M ŃO P augmenter la vergence OPB 6

Corrections de la vision :

1. I

Bilan : (page 29)

Le cristallin est trop convergeant M ±LO : M devant la rétine. La myopie est corrigée par une lentille divergente.

2. I OP

Bilan : (page 29)

Le cristallin P pas assez convergeant M ±LO : M rait derrière la rétine.

IOP P Ń M lentille convergente.

3. La presbytie

Bilan : (page 29)

Arrivé à un certain âge, les muscles servant à courber le cristallin fatigue devient moins convergent et le punctum proximum ±LO La presbytie est corrigée par une lentille convergente.

4. Utiliser la chirurgie correctrice

Bilan : (page 29)

On peut égal ement corriger la myopie, lOP P M NP en mod ifiant la

ŃN M Ń M PMPP ŃOgical.

Exercices n°8, 9, 10 et 11 p. 34

Exercices n°1, 2 et 3 p. 32

7quotesdbs_dbs5.pdfusesText_10

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