TP n°3 : LE MICROSCOPE - Physique Chimie au lycée

TP Physique - Spécialité
Page 1
© F Arnould – Lycée P. Mendès France EPINAL - http://physiquark.free.fr
TP n°3 : LE MICROSCOPE
1 - OBJECTIF
Comprendre la formation des images données par un microscope
Vérifier les caractéristiques (grandissement et grossissement) d'un microscope
oeilleton
oculaire
tube
vis
macrométrique
2 - LE MICROSCOPE REEL
2.1 - Rôle
Examiner de petits objets en augmentant leur diamètre apparent.
vis
micrométrique
crosse
tourelle
objectif
platine
valet
2.2 - Description
condenseur
réglage
condenseur
2.3 - Principe
porte-filtre
diaphragme
miroir
❏ Il est constitué de deux lentilles convergentes :
statif
OBJECTIF : il agrandit l'objet et donne une image réelle.
OCULAIRE : il donne un image finale très agrandie ; il fonctionne en loupe, c'est à dire qu'il donne une image finale
virtuelle.
L1
L2
image finale
Image réelle
¾¾¾®
¾¾¾®
virtuelle
A¢B¢
agrandie A1B1 située
Objet AB
Objectif
entre F2 et O2
oculaire = loupe
Vue par l’ŒIL
2.4 - Mesure du grandissement de l’objectif
Placer sur la platine d'un microscope un micromètre objectif, objet comportant
une graduation micrométrique, puis effectuer la mise au point.
Ôter l'oculaire et le remplacer par un oculaire micrométrique {oculaire muni
d'une échelle graduée au niveau de son plan focal objet). Sans changer la
distance objectif-objet, positionner l'oculaire micrométrique de façon à observer
nettement l'échelle graduée et l'image du micromètre objectif.
B'
¢
B

A
A'
d m = 25 cm
Micromètre objet
Image du micromètre
❏ On compare (voir ci-contre)
❏ Mesurer, grâce à l'oculaire micrométrique, la longueur AlB1 de l'image d'un certain nombre de graduations de longueur AB que
donne l'objectif du micromètre objectif.
A B
✎1 AB = ______
AlB1 = ______ En déduire la valeur absolue du grandissement de l'objectif : 1 = 1 1
AB
et le comparer à l'indication numérique {notée .....x) figurant sur sa monture.
✎2 Application : mesurer le nombre de traits par mm d'un réseau.
Objectif ´ 40
2.5 Mesure du grossissement commercial
Le grossissement commercial correspond au rapport entre l’angle sous lequel on voit
l’image final et l’angle sous lequel on voit l’objet à l'œil nu à 25 cm de celui-ci.
'
On a : G=

Le dispositif de la chambre claire se monte à l'extrémité du tube porte-oculaire. Il
comprend deux miroirs inclinés à 45° sur l'axe optique, parallèle entre eux. Le miroir M1
est percé d'un petit trou de manière que l'œil puisse voir à la fois l'image A0B0 d'un objet
AB à travers le microscope et simultanément l'image C0D0 d'un objet CD donnée par les
deux miroirs.
A travers la chambre claire, on observe à la fois l'image du micromètre objet donné par
le microscope et une règle graduée placée à côté du microscope.
❏ Expérience :
Microscope
objectif ´ 10
oculaire ´ 10.
On s'arrange pour avoir D = 25 cm = distance minimale de vision distincte.
✎3 Calculer G à partir des mesures
Micromètre oculaire ´ 10
M1
M2
d0
d2
T
45°
d1
D
d=d1 +d2
D
C
A
A0
C0
Règle
B
D0
B0
TP Physique - Spécialité
Page 2
© F Arnould – Lycée P. Mendès France EPINAL - http://physiquark.free.fr
G = |g1|.G2 = Grandissement de l’objectif ´ grossissement de l’oculaire.
✎4 Comparer à la valeur théorique
3 - ETUDE THEORIQUE
3.1 - Construction des rayons
L
L2
1
B

A
O1
F1
F'1
O2
F2
F'2
Oculaire
Objectif
✎5 Construction des rayons qui donne l’image définitive A2B2, placer l’angle ’.
✎6 Mesurer ’ et calculer G
3.2 - Cercle oculaire d'un instrument
Il correspond à la section la plus étroite du faisceau lumineux émergeant de l'instrument.
Considérons, en effet, plusieurs faisceaux incidents tombant sur l’objectif et non diaphragmés par la suite. La construction des
faisceaux émergeant de l’oculaire met en évidence une section commune M’N’ appelée cercle oculaire.
L’œil doit être placé au cercle oculaire pour recevoir le maximum de lumière.
Le cercle oculaire se situe très près du plan focal image de l'oculaire. La forme de ce dernier, prévue par les constructeurs de
lunettes astronomiques, permet à l'œil de s'y positionner naturellement. Par ailleurs, la construction montre clairement que M’ et
N’ sont les images respectives des points M et N représentant les extrémités de l’objectif.
✎7 Réaliser la construction
L2
L
1
M
B0
A0
Cercle oculaire
B
Oculaire
A1
A
F1
O1
N
Objectif
F'1
F2
O2
B1
F'2
Objectif
Cercle oculaire
A
B
Oculaire
Le cercle oculaire est l'image de l'objectif donnée par l'oculaire.
Remarque : ces considérations relatives au cercle oculaire sont applicables au télescope et au microscope.
❏ Expérimentalement, faites la mise au point sur un objet et déplacer un papier calque maintenu perpendiculaire à l'axe principal,
on fait la même constatation que précédemment.