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On rappelle que la distance focale f' d'une lentille convergente est la distance algébrique OF' entre le centre optique O de la lentille et son foyer principal image F'
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propose dans cette partie différentes méthodes pour évaluer la distance focale d' une lentille convergente ou divergente 1-1) Identification et première
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Mesure de la distance focale : placer une lentille convergente devant le collimateur Où se forme l'image de la mire du collimateur ? La projeter sur un écran Avec
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TP7[c]{ LENTILLES DIVERGENTES
FOCOMObjectifs de ce TP :
I LENTILLES DIVERGENTES
(qui est de quel signe?). lentille est dite" collimatrice ». Former l'image de l'objet sur l'écran à l'aide d'une lentille de focale connue (on prendra unelentille+3±dont on aura précédemment déterminé la focalef02). Cette deuxième lentille est dite
" collectrice ».Repérer la position de l'écran.Ecran=
AA"=F"
2F2 O2 (L )1(p )1(p" )2 (L )2Introduire alors la lentille divergente de focalef0dans le plan focal objet de la lentille collectrice.
Rechercher la nouvelle imageA00deAen éloignant l"écran d"une distancedque l"on mesurera.AF"A""Ecran
A"=F" 2 d O=F2 O2 (L )1(L)(p )1(p" )2 (L )2 Montrer à l'aide de la formule deNewtonappliquée à la lentille collectrice que :f0=¡f022 d . En déduire la distance focalef0de la lentille divergente. Complément Internet :Vidéo de la méthode deBadaldans le billet"Focométrie
, sous la Blog TP nII ASSOCIATIONS DE LENTILLES
Dans le cas de lentilles minces accolées, les vergences s"ajoutent (cf.I.1)). •Exemple : téléobjectif (modélisation).L'objectif d'un appareil photographique donne d'un objet éloigné une image réelle de grandeur
d=®f0, où®est l"angle sous lequel on voit l"objet etf0la distance focale de l"objectif. On pourrait de contenter d'une simple lentille convergente en guise d'objectif. Mais, pour aug- menter les dimensions de l'image, il faut pouvoir augmenterf0tout en gardant un encombrementconvenable. On parvient à ce résultat en associant une lentille convergenteL1à une lentille di-
vergenteL2, formant ce qu"on appelle un 'téléobjectif".•L1: lentille convergente de+3±(f0¼33;3cm) -L2: lentille divergente de¡4±(f0¼ ¡25;0cm)
Les deux lentilles sont placées à une distanceel"une de l"autre supérieure àl"afocalité(corres-
pondant àF01=F2, soite= O1O2=f01+f02= 33;3¡25 = 8;3cm). On prendra, par exemple,
e= 20cm. •Fabrication d"un objet à l"infini vu sous l"angle®:Prendre une lentille de vergence+2±et, par autocollimation, la positionner de façon à ce que
l"objet (de tailleAB) soit dans son plan focal objet. Que vaut l"angle®?On a ainsi réalisé, pour la lentilleL1, un objet à l"infini vu sous l"angle®. Le monter par un
schéma. •Objectif simple :Positionner ensuite la lentilleL1(doit-on la mette à une abscisse parti-culière?). Chercher l"image de l"objet sur un écran. Mesurer sa dimensionA0B0. En déduire le
grandissementGt1.•Téléobjectif :Ajouter la lentilleL2et chercher la nouvelle image de l"objet. Mesurer sa dimen-
sionA00B00(!Gt2). De combien la dimension de l"image a-t-elle été multipliée? Où se trouve le foyer imageF0du système? que vaut l"encombrement O 1F0? Comparer cet encombrement à l'encombrementO3F03d"une seule lentilleL3qui donnerait une image de même dimensionA00B00. Conclusion?A"" plaque photoObjet à l"infiniTéléobjectifA
A"=F" 1 (L )1(L)(p)(p" )1(L )2 O2O1II.3 Systµeme afocal
Exemple de la lunette de Galilée (modélisation)Déplacer la lentilleL2du montage précédent de façon à ce que le système soit afocal.
Où se trouve alors l'image de l'objet? Pour observer cette image, on pourra fabriquer un ÷ilctif à l'aide d'une lentille+8±et d"un écran se trouvant au plan focal image de cette lentille.
Déterminer expérimentalement®0, angle sous lequel est vu l"objet par l"oeil à travers la lunette.