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http://www.membres.lycos.fr/abdelkader3 1 EXERCICE LENTILLE MICROSCOPE Au cours

http://www.membres.lycos.fr/abdelkader3 1 EXERCICE LENTILLE MICROSCOPE Au cours d'une séance de travaux pratiques, deux élèves cherchent à modéliser un microscope. Pour cela, ils disposent du matériel suivant : - un banc d'optique avec des supports de lentilles ; - un objet de hauteur h = 3,0 cm éclairé par une source lumineuse ; cet objet admet l'axe optique comme axe de symétrie : cette propriété pourra être utilisée dans les constructions ; - une lentille convergente L1 de distance focale 5,0 cm ; - une lentille convergente L2 de distance focale 10,0 cm ; - un écran ; - un diaphragme. Les élèves disposent des informations suivantes : * Le système optique d'un microscope est composé de deux lentilles : un objectif et un oculaire. La distance focale de l'objectif est inférieure à la distance focale de l'oculaire. L'oculaire donne d'un objet une image située entre le foyer objet et le centre optique de l'oculaire. Ce dernier permet ainsi d'obtenir l'image définitive. * Une loupe est une lentille convergente qui donne d'un objet situé entre son foyer principal objet et son centre optique, une image droite, virtuelle et agrandie. I ) Première expérience : image donnée par l'objectif Les élèves placent sur le banc d'optique l'objet plan BC perpendiculaire au banc et de centre A, la lentille L1 (objectif du microscope) et l'écran. Soient O1 le centre optique de L1, F1 et F'1 ses foyers principaux objet et image. L'objet est situé à 6,0 cm en avant de L1. Les élèves déplacent l'écran de façon à obtenir une image nette. Soit B1C1 cette image de centre A1 (figure 1 de l'annexe 2, à rendre avec la copie). 1) En utilisant les formules de conjugaison : a) Vérifier que la position de l'écran représenté sur la figure 1 de l'annexe 2 permet d'obtenir une image nette. b) Vérifier que la taille de l'image est B1C1 = 15 cm. 2) Parmi les termes ci-dessous, choisir sans justification ceux qui donnent les caractéristiques de l'image : réelle - virtuelle - agrandie - réduite - droite - renversée. 3) En travaillant dans les conditions de Gauss, les élèves auraient pu améliorer la qualité de l'image. a) Enoncer les conditions de Gauss. b) Par quel moyen expérimental auraient-ils pu procéder ? II ) Deuxième expérience : image définitive Les élèves retirent l'écran et placent sur le banc d'optique la lentille L2 (oculaire du microscope) telle que son centre optique O2 soit à une distance D = 36,0 cm de O1. Soient F2 et F'2 les foyers principaux objet et image de L2 (figure 1 de l'annexe 2). 1) En utilisant les données de la question 1, représenter à l'échelle, B1C1 sur une figure 1 de l'annexe 2. Quel est le rôle joué par B1C1 pour L2 ? 2) Construire l'image définitive B2C2 sur la figure 1 de l'annexe 2. 3) Vérifier que, dans ce cas, la lentille L2 est une loupe. http://www.membres.lycos.fr/abdelkader3 2 III ) Conditions d'une bonne observation : On considère la figure 2 de l'annexe 3 (à rendre avec la copie). Après avoir placé et représenté à l'échelle, B1C1 et B2C2, traiter les questions suivantes : 1) Représenter sur la figure 2 de l'annexe 3, le trajet du faisceau lumineux issu de B et limité par les bords de l'objectif, à travers le microscope ainsi modélisé. 2) Représenter de même, le trajet du faisceau issu de C. 3) Pour observer une image de grande luminosité, les deux élèves remarquent que leur °il doit être centré sur l'axe optique à environ 15 cm de l'oculaire. Justifier. Annexe 2 relative à l'exercice IV (à rendre avec la copie) Annexe 3 relative à l'exercice IV ( à rendre avec la copie) uploads/Management/ exercice-lentille-microscope.pdf