Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

LEGT Saint-Louis TP Phy 14_miroir_TS1 SAMSO TS1 Génie Optique Photonique - 1 /

LEGT Saint-Louis TP Phy 14_miroir_TS1 SAMSO TS1 Génie Optique Photonique - 1 / 2- 26/12/2008 MIROIRS SHERIQUES Durée : 3H. Ce T.P. comporte 2 pages et néces- site un banc d’optique. 1. LISTE DU MATERIEL Banc d’optique - Jeu de lentilles - Miroirs - Source - Logiciels Excel - Programme : « Physique et simu- lations numériques : http://www.univ- lemans.fr/enseignements/physique/02/index.html ». 2. TRAVAIL DEMANDE 2.1 Travail préparatoire 2.1.1 Simulation sous SimulPhy Dans le programme : « Physique et simulations numériques » installé sur le poste informatique, ou- vrir le chapitre « optique géométrique » puis « mi- roirs ». Lire l’applet et le texte associé. 2.1.2 Simulation sous Winlens. Taper mirror dans l’éditeur. Donner les para- mètres du miroir : rayon d’ouverture 50 mm, rayon de courbure + ou – 500 mm. Simuler les situations d’autocollimation pour chaque type de miroir. Ajuster la hauteur de l’objet pour rendre le dessin agréable. Sauvegarder les fichiers sous miroir_1 (miroir concave) et miroir_2 (miroir convexe). Imprimer les écrans. 2.2 Travail pratique 2.2.1 Détermination de la nature d'un miroir A l'aide d'une construction graphique, montrer qu'un observateur placé très près (entre le foyer et le sommet) d’un miroir concave voit son image plus grande Comment voit-il son image si le miroir est con- vexe ? Repérer ainsi la face convexe et la face con- cave du miroir. 2.2.2 Détermination du rayon de courbure du miroir On utilise la propriété du centre de courbure, qui fait que le centre de courbure est sa propre image, et qu'un point voisin du centre a pour image son symé- trique par rapport au centre (autocollimation). · Miroir concave Déplacer le miroir jusqu'à ce que A'B' et AB soient dans le même plan (Voir Figure 1). Alors, A et A' sont confondus en C et R=CS=AS. · Miroir convexe Au moyen d'une lentille convergente, former de AB une image réelle A"B" située à plus de 500mm de la lentille. Interposer le miroir entre O et A" (A’’B’’ devient alors objet virtuel pour le miroir) et le dépla- cer jusqu'à obtenir une image définitive A'B' dans le même plan que AB (Voir Figure 2). Alors, A" est en C et R=SC=SA". 2.2.3 Etude du miroir concave Convention d’orientation pour les miroirs Les positions relatives sont toujours exprimées de manière algébrique. Elles sont comptées positi- vement dans le sens de propagation de la lumière (vers la droite pour la lumière incidente, vers la gauche pour la lumière réfléchie) Attention : Cette convention a pour principal avantage d’utiliser des formules de conjugaison identiques à celles des lentilles. Elle n’est pas respectée par Winlens ni dans l’applet de Simul- Phy. 2.2.3.1 Simulation sous Winlens Ouvrir le fichier miroir_1. Placer un objet réel de 100 mm de hauteur à 800 mm du miroir. Relever la taille et la position de l’image. Sauvegarder le fichier sous miroir_3. Imprimer l’écran. Ouvrir le fichier miroir_1. Placer un objet réel de 25 mm de hauteur à 380 mm du miroir. Relever la taille et la position de l’image. Sauvegarder le fichier Figure 1 Figure 2 LEGT Saint-Louis TP Phy 14_miroir_TS1 SAMSO TS1 Génie Optique Photonique - 2 / 2- 26/12/2008 sous miroir_4. Imprimer l’écran. 2.2.3.2 Etude expérimentale On se limitera au cas où l'objet et l'image sont tous deux réels. Faire au moins trois mesures avec SA >> SA', et au moins trois autres mesures avec SA’ >> SA. (Aidez-vous d'un schéma pour com- prendre chaque situation). Le miroir doit être légè- rement incliné et l’écran placé en dehors de l’axe du banc (il faut limiter autant que possible les aberra- tions d’inclinaison). On pose : SA p = et ' SA ' p = Pour chacune de ces expériences, mesurer p, p' et AB ' B ' A Gt = Pour chacune des 3 premières exploitations, utiliser la fonction DroiteReg. · 1ere exploitation Tracer sous Excel la courbe 1/p'=f(1/p). Tracer la droite de régression et déterminer : le coefficient directeur l'ordonnée à l'origine leurs incertitudes avec 95 pour 100 de confiance L'équation théorique de cette droite s'écrivant : ' f 1 p 1 ' p 1 + = , en déduire la valeur de f'. Comparer f’ à SC R = mesurée dans l’espace objet. · 2eme exploitation Calculer x CA = et x CA ' ' = Tracer la courbe 1/x'=f(1/x). Son équation étant ' CF 1 x 1 ' x 1 + = , en déduire CF’. Comparer CF’ à R. · 3eme exploitation En admettant que F est le milieu du segment CS, calculer s = FA et s' ' = FA . Tracer la courbe s= f(1/s'). En déduire f’, sachant que s.s'= -f’2. · 4eme exploitation Comparer Gt à p’/p ;-x'/x ; f’/s ; -s'/f’. LEGT Saint-Louis TP Phy 14_miroir_TS1 SAMSO TS1 Génie Optique Photonique - 3 / 2- 26/12/2008 NOMS : ……………………………. Date : …………………. …………………………. …………………………. FEUILLE A RENDRE EN FIN DE SEANCE Barème de correction Remarques des élèves (problèmes matériels, erreurs dans le sujet, …) : § Travail à faire Pts sur place Pts. rapport Remarques 2.1.2 Simuler les situations d’autocollimation ___/2 2.2.1 A l'aide d'une construction graphique ___/2 2.2.2 Détermination du rayon de courbure des miroirs ___/4 2.2.3.1 Sauvegarder les fichiers sous miroir_3 et 4 et imprimer les écrans ___/2 2.2.3.2 Mesurer p, p' et t G ___/2 1ere exploitation ___/2 2eme exploitation ___/2 3eme exploitation ___/2 4eme exploitation ___/2 Les points dans les champs grisés sont attribués sur place. À la correction, ces points ne seront plus reportés sur le compte-rendu. Note : ___/20 uploads/Geographie/ cours-opt-14-miroir-ts1.pdf