CORRECTION EXERCICES : II. N°2/3/4 Exercice 2

CORRECTION EXERCICES : II. N°2/3/4
Exercice 2 : Image d’un objet en fonction de la distance objet-lentille
Reprendre l’exercice précédent avec les distances objets-lentille AO suivantes :
AO = 30 cm AO = 40 cm et AO = 20 cm
On gardera l’échelle 1/1 en verticale mais en prendra l’échelle 1/20 en horizontal.
Peut-on construire l’image dans le cas où OA = 20 cm ?

CORRECTION
OA = 30 cm.
L’échelle verticale étant de 1/1, on lit directement la taille sur le schéma.
OA = 30 cm est représenté sur le schéma à l’échelle 1/20 par 30/20 = 1,5 cm.
On mesure A’B’ = 2 cm
B
F’
A
A’
O
1 cm
B’
20 cm

OA = 40 cm est représenté par 2 cm
On mesure A’B’ = 1 cm
1 cm
B
F’
20 cm
A
A’
O
B’
 OA = 20 cm est représenté par 1 cm
On ne peut pas construire l’image A’B’ quand OA = 20 cm car les deux faisceaux émergeants
de la lentille sont parallèles. L’image se forme à l’infini (∞)
1 cm
B
F’
20 cm
A
O
∞
Exercice 3 : Fonctionnement de l’appareil photo (objet à l’infini)
Le schéma ci-dessous modélise le fonctionnement d’un appareil photo :
 L’objectif de distance focale 50 mm est modélisé par une seule lentille.
 Le diaphragme limite l’intensité du faisceau lumineux entrant dans l’appareil.
 L’image A’B’ de l’objet AB à photographier doit se former sur la pellicule pour être nette.
B
Objet
Diaphragme
Pellicule
A
O
A
’
B’
CORRECTION
a.
Par quel type de lentille l’objectif est-il représenté ?
Sur le schéma l’objectif est représenté par une lentille convergente.
b.
L’image de l’objet AB est-elle droite ou renversée ? Placer les points images A’ et B’ sur le schéma.
Sur le schéma le point B’ est en dessous de l’axe optique et A’ est à la verticale de B’ :
l’image est renversée
c.
Quelle est la distance entre la lentille et la pellicule quand les rayons issus de l’objet arrivent parallèles entre
eux sur la lentille (objet à l’infini) ?
Quand les rayons arrivent parallèles entre eux, ils émergent de la lentille en coupant l’axe optique au
foyer image. Une image nette est formée dans le plan focal image. La pellicule doit être placée donc
dans le plan focal image et la distance pellicule – objectif est alors égal à la distance focale :
OF’ = 5 cm
Exercice 4 : Fonctionnement de l’appareil photo (la mise au point)
Avec le même appareil photo que l’exercice précédent, on photographie un objet AB de 2 cm de hauteur situé à
160 mm de la lentille. La pellicule est toujours à 5 cm de l’objectif, dans le plan focal image de la lentille.
Cette fois-ci, il faut faire la mise au point car l’objet n’est plus à l’infini.
a. Tracer ci-dessous, à l’échelle 1/2, un schéma simplifié du dispositif en représentant l’objet, la lentille et
la pellicule.
A l’échelle ½ OA mesure 8 cm.
Quand la pellicule est à 5 cm les deux rayons issus du point B ne se coupent pas sur la pellicule
B
A
F’
A’
O
B’
b. Construire sur le schéma précédent l’image A’B’ de l’objet AB. Cette image sur la pellicule est-elle nette ?
Quand la pellicule est à 5 cm les deux rayons issus du point B ne se coupent pas sur la pellicule, donc l’image
A’B’ de l’objet AB n’est pas nette.
c. A quelle distance de la pellicule se forme l’image A’B’ ? Tenir compte de l’échelle.
L’échelle étant ½ l’image se forme réellement à 3,6 x 2 = 7,2 cm de l’objectif.
d. De quelle distance faut-il déplacer la lentille pour que l’image nette de l’objet se forme sur la pellicule ?
Comment s’appelle cette opération ?
Pour voir cette image nette, il faut quélle se forme sur la pellicule. On doit alors déplacer la lentille de
7,2 – 5,0 = 2,2 cm. On appelle cela la mise au point.
e. Représenter, sur le schéma ci-dessous toujours à l’échelle 1/2, la lentille décalée et montrer que l’image de
l’objet se forme bien sur la pellicule.
B
A
’
A’ F
O
B’