Exercice pour sentraîner Étude dun appareil photographique

A°/ Quelle est la distance fixe qui sépare l’objectif du capteur ? Comme la distance focale diminue lorsque l’objet s’approche, la plus grande distance focale correspond à un objet à l’infini Or, dans ce cas l’image se forme dans le plan focal image La distance fique qui sépare l’objectif du capteur est donc égale à 6,0 mm

Recueil examens avec les corrigés

d’un objet situé à l’infini A quelle distance de la lentille L 1 va se former cette image 1 9 A partir des relations sur les associations déterminer la focale image de ce téléobjectif 1 10 Déterminer la position et la taille de l’image l’oiseau à travers cette association, pour une distance oiseau/ lentille L 1 de 25m

[Niveau 1] Ex 2 : Nature d’une image Calculer la position d

c Quelle est, dans cette situation, la distance qui sépare l'objet photographier de la lentille ? d Peut-on, avec cet appareil, photographier en gros plan une fleur en plaçant l'objectif à 40 cm de celle-ci ? Justifier Lors d'un voyage à Paris, un touriste souhaite photographier la tour Eiffel avec un appareil dont l' objectif a une

SCENARIO PEDAGOGIQUE EN SCIENCES - Académie de Normandie

Le photographe veut réaliser la prise de vue d'un objet de 40 cm situé à 1 mètre devant l'objectif La hauteur qu'il souhaite pour l'image de l'objet est de 36 mm Partie 1 Problématique 1 : Quelle doit être la distance focale de l'objectif pour obtenir une image ayant la hauteur souhaitée ? 1 Compréhension et analyse de la situation a

Exercice 1 L’appareil photo autofocus argentique [8 pt]

de l’objet que l’on souhaite photographier La mise au point réalisée par l’appareil consiste à adapter la distance lentille-pellicule, de façon à obtenir une image nette sur la pellicule de l’objet visé 1 On souhaite photographier un objet situé à 47 cm de l’objectif a Quelle doit être la distance lentille-pellicule ? b

EXERCICES DE REVISION : OPTIQUE GEOMETRIQUE Capacités exigibles

3 Définir le grandissement γ1 de l’objectif et justifier son signe 4 Calculer le grossissement commercial du microscope et sa puissance intrinsèque 5 Sachant 1 1 f ' ∆ γ= avec f’1 distance focale de l’objectif, calculer la valeur de f’1 6 Calculer à quelle distance du centre optique O 1 de l’objectif il faut placer l

Exercice pour sentraîner Étude dun appareil photographique

Un objectif de meilleur qualité est obtenu en ajoutant une lentille mince L2 de centre O2 et de distance focale f2’= -25 mm à la distance e = 31mm de O1 On photographie de nouveau la tour AB de hauteur h = 50 m et située à la distance D = 2 km du photographe Soit A1B1 l’image de la tour AB par L1 et A’B’ l’image définitive de

VILLES DURABLES prochaines décennies, POURQUOI SONT-ELLES

Quel est l’objectif ? Faire en sorte que les villes soient ouvertes à tous, sûres, résilientes et durables Pourquoi ? La moitié de l’humanité — 3,5 mil -

La lunette astronomique TP - legtuxorg

3 Par rapport à la configuration afocale, on rapproche l'oculaire de l'objectif de 7 mm 3 1 La position de l'image définitive A 2 B 2 donnée par le simulateur permet-elle à un observateur dont l'œil est placé au foyer image de l'oculaire une vision distincte ? Justifier la réponse 3 2 D'après la position et la hauteur de l'image

Exercice pour s'entraîner

Étude d'un appareil photographique

1) Objectif constitué d'une lentille

On assimile l'objectif d'un appareil photographique à une lentille (L) mince convergente unique de centre O1 et de focale

f1' = 50 mm. La distance d entre la lentille (L) et l'écran (E) où se trouve le capteur photosensible est variable, et cette

variation constitue la mise au point.

1.1) On désire photographier des objets dont la distance à l'appareil photographique varie de x à l'infini. Dans quel

domaine doit pouvoir varier d ? On notera dmin et dmax les deux valeurs de d correspondantes ; On donnera leurs expressions

en fonction de f1' et x, puis on les calculera en mm pour x = 60 cm.

1.2) On se propose de photographier une tour de hauteur h = 50 m et située à une distance D = 2 km du photographe.

•Exprimer la hauteur h1 de l'image de la tour sur le capteur en fonction des données de l'énoncé puis faire

l'application numérique.

• Quel est l'encombrement E de l'objectif, c'est-à-dire la distance de l'objectif au capteur ?

1.3) Avec le même objectif, l'objet photographié est maintenant à la distance D' = 1m de l'objectif. Pour que l'image soit

nette, il faut modifier la distance capteur-lentille par rapport à la photographie d'un objet très éloigné. Exprimer la distance

dont il faut déplacer le capteur par rapport au réglage précédent en fonction de D' et f1'. La calculer. La distance lentille-

capteur a-t-elle augmentée ou diminuée ?

2) Objectif constitué de 2 lentilles

Un objectif de meilleur qualité est obtenu en ajoutant une lentille mince L2 de centre O2 et de distance focale f2'= -25 mm

à la distance e = 31mm de O1.

On photographie de nouveau la tour AB de hauteur h = 50 m et située à la distance D = 2 km du photographe. Soit A1B1

l'image de la tour AB par L1 et A'B' l'image définitive de AB sur le capteur.

2.1) Établir l'expression deO2A1en fonction des données, puis faire l'application numérique. Quelle est la nature de

l'image intermédiaire A1B1 pour la lentille L2. Établir l'expression deF2A1en fonction des données, puis faire l'application

numérique.

2.2) Faire une construction à l'échelle pour l'axe des abscisses permettant d'obtenir l'image définitive à travers les deux

lentilles.

2.3) Déterminer la position de l'image définitive A'B' par rapport à O2, puis sa taille h2 sur le capteur en fonction de h,

f1',f2' ,D et e. Faire l'application numérique.

2.4) Déterminer littéralement puis numériquement l'encombrement E' de l'objectif constitué des 2 lentilles.

2.5) Comparer les 2 objectifs étudiés.

2.6) Quelle serait la distance focale f' d'une lentille unique convergente qui donnerait une image de hauteur h2 de la tour de

hauteur h toujours à la distance D? Commenter l'encombrement correspondant. 1

Solution

1) Objectif constitué d'une lentille

-11Si l'objet est à l'infini, alors l'image est dans le plan focal image de la lentille. dmin=f1'=50mm

Si l'objet est à la distance x de l'objectif :1 dmax-1 -x=1 f1'd'où dmax=xf1' x-f1'

AN : dmax=600×50

600-50=55mm-12L'objet peut être considéré à l'infini ainsi OA'=f'1L'image est renversée ainsi

A'B'=-h1

D'après la formule du grandissement :

A'B'

AB=-h1

h=OA' OA=f1 -Dd'où h1=h×f1 D.

AN : h1=50×50.10-3

2.106=1,25.10-3m=1,25mm.

E=f1 '=50mm-13D'après la question 1.1, la nouvelle distance lentille capteur est d'où d'=D'f1 D'-f1 'δ=d'-f1'=D'f1'

D'-f1'-f1'

d'où

δ=f1

'2 D'-f1 '. AN : δ=502

103-50=2,63mm. L'encombrement a augmenté.

2) Objectif constitué de 2 lentilles

-21A1 est confondue avec le foyer image de L1. O2A1=O2O1+O1A1 d'où

O2A1=-e+f1

AN : O2A1=-31+50=19mm>0. A1est située après L2, c'est un objet virtuel pour L2.

F2A1=F2O2+O2A1=f2

'-e+f1 ' D'où F2A1=f2 '-e+f1 '=-25-31+50=-6mm-22• Positionner L2, l'image intermédiaire A1B1 et les deux foyers images de L1 et L2. • Tracer le rayon 1 passant par O2 et B1 : Il n'est pas dévié en sortie de L2. • Tracer le rayon 2 parallèle à l'axe optique passant par B1 : Il émerge en passant par F2'. • Ces deux rayons se croisent et donnent la position de l'image définitive. • Tracer le rayon 3 passant par O1 et B1 : Il n'est pas dévié par L1. • Tracer le rayon 4 initialement parallèle au rayon 3 : Après L1, ils se croisent dans le plan focal image de L1, soit en B1, qui joue le rôle de foyer secondaire. • D'où la construction ci-contre. 2 -23

On écrit la formule de conjugaison

pour la lentille L2 : 1

O2A'-1

O2A1=1

f'2d'où O2A'=O2A'1×f'2

O2A'1+f'2d'où

O2A'=(f'1-e)×f'2

f'1-e+f'2. AN :

O2A'=(50-31)×(-25)

50-31+(-25)=79,2mm.

h2= ∣A'B'∣ D'après la formule du grandissement pour la lentilleL2 :A'B'

A1B1=O2A'

O2A1d'où

A'B'=A1B1×O2A'

O2A1=-hf'1

D×(f'1-e)×f'2

f'1-e+f'2×1 (f'1-e)=-hf'1

D×f'2

f'1-e+f'2<0donc h2=hf'1f'2

D(f'1+f'2-e).AN: h2=50×50.10-3×(-25.10-3)

2.103(50.10-3+(-25.10-3)-31.10-3)=5,21mm

24L'encombrement E' est

O1A'or O1A'=O1O2+O2A'=e+(f'1-e)×f'2

f'1-e+f'2 d'où

E'=e+(f'1-e)×f'2

f'1-e+f'2 AN : E'=31+79=110mm

25Si on compare la dimension des images :

h2>h1 et l'encombrement : E'>E. L'objectif avec 2 lentilles

permet d'avoir une image plus grande pour un objet donné à distance donnée. Par contre l'encombrement est

double. Il faut comparer l'encombrement pour un même grandissement.

26Avec une lentille seule, le grandissement serait :

A'B'

AB=-h2

h=OA' OA=f' -Dd'où une distance focale : f'=h2 D h. AN:f'=5,21.10-3×2.103

50=0,208=20,8cm.

Avec une lentille simple l'encombrement est de 20,8cm alors qu'avec l'association des 2 lentilles il est de 11cm . En

utilisant 2 lentilles on réduit l'encombrement de moitié pour un même grandissement.

3L1A∞F'1=A1A'L2

quotesdbs_dbs5.pdfusesText_10

[PDF] Exercice pour sentraîner Étude dun appareil photographique

Exercice pour s'entraîner

Étude d'un appareil photographique

1) Objectif constitué d'une lentille

1.1) On désire photographier des objets dont la distance à l'appareil photographique varie de x à l'infini. Dans quel

1.2) On se propose de photographier une tour de hauteur h = 50 m et située à une distance D = 2 km du photographe.

1.3) Avec le même objectif, l'objet photographié est maintenant à la distance D' = 1m de l'objectif. Pour que l'image soit

2) Objectif constitué de 2 lentilles

à la distance e = 31mm de O1.

2.1) Établir l'expression deO2A1en fonction des données, puis faire l'application numérique. Quelle est la nature de

2.2) Faire une construction à l'échelle pour l'axe des abscisses permettant d'obtenir l'image définitive à travers les deux

2.3) Déterminer la position de l'image définitive A'B' par rapport à O2, puis sa taille h2 sur le capteur en fonction de h,

2.4) Déterminer littéralement puis numériquement l'encombrement E' de l'objectif constitué des 2 lentilles.

2.5) Comparer les 2 objectifs étudiés.

2.6) Quelle serait la distance focale f' d'une lentille unique convergente qui donnerait une image de hauteur h2 de la tour de

Solution

1) Objectif constitué d'une lentille

AN : dmax=600×50

600-50=55mm-12L'objet peut être considéré à l'infini ainsi OA'=f'1L'image est renversée ainsi

A'B'=-h1

D'après la formule du grandissement :

AB=-h1

AN : h1=50×50.10-3

2.106=1,25.10-3m=1,25mm.

D'-f1'-f1'

δ=f1

103-50=2,63mm. L'encombrement a augmenté.

2) Objectif constitué de 2 lentilles

O2A1=-e+f1

F2A1=F2O2+O2A1=f2

On écrit la formule de conjugaison

O2A'-1

O2A1=1

O2A'1+f'2d'où

O2A'=(f'1-e)×f'2

O2A'=(50-31)×(-25)

50-31+(-25)=79,2mm.

A1B1=O2A'

O2A1d'où

A'B'=A1B1×O2A'

O2A1=-hf'1

D×(f'1-e)×f'2

D×f'2

D(f'1+f'2-e).AN: h2=50×50.10-3×(-25.10-3)

2.103(50.10-3+(-25.10-3)-31.10-3)=5,21mm

24L'encombrement E' est

O1A'or O1A'=O1O2+O2A'=e+(f'1-e)×f'2

E'=e+(f'1-e)×f'2

25Si on compare la dimension des images :

26Avec une lentille seule, le grandissement serait :

AB=-h2

50=0,208=20,8cm.

3L1A∞F'1=A1A'L2