OBSERVER - CHAP 01 Vision et images (p17) I Comment
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OBSERVER - CHAP 01 Vision et images (p17) L'intersection de ces rayons est le point image B'. Tous les rayons partants du point B de la source arriveront au point B' de l'image. I Comment modéliser un œil et un appareil photographique ?(p. 17) Complément au livre : Détecteur de lumière Photographie d'une dissection d'appareil photo et d’œil de bœuf. Voir site www. IV Peut-on comparer les fonctionnements de l’œil et de l'appareil photographique ? (p. 19) Pas de complément. Lentille V Diaphragme II Quelles sont les caractéristiques d'une lentille convergente ? (p. 17) Complément au livre : Foyer Lentille convergente Lumière incidente Photographie d'une lentille convergente. ❐ ex. 7 p. 24 ❐ ex. 8 p. 24 ❐ ex. 9 p. 24 ❐ ex. 10 p. 24 ❐ ex. 11 p. 24 ❐ ex. 12 p. 24 ❐ ex. 13 p. 24 ❐ ex. 14 p. 24 ❐ ex. 15 p. 25 ❐ ex. 20 p. 26 ❐ ex. 21 p. 26 ❐ ex. 22 p. 26 VI Voir site www. Le faisceau est rendu visible en pulvérisant de fines gouttelettes d'eau III Comment déterminer les caractéristiques d'une image ? (p. 18) Complément au livre : étapes de la construction graphique d'une image. B 1- On simplifie la lentille, l'objet et l'écran. Liste d'exercices conseillés Correction détaillée des exercices conseillés ex. 7 p. 24 : 1) voir Doc. 1 p.17. 1 – iris ; 2- cristallin ; 3- rétine. 2.a) voir Doc. 2 p.17. 2.b) 1- L'iris est le diaphragme ; 2- Le cristallin est la lentille convergente ; 3- La rétine est l'écran. ex. 8 p. 24 : Δ F O Foyer objet F' Axe optique F Sens de propagation de la lumière 2- On trace un rayon incident parallèle à l'axe optique et passant par F'. Sens de propagation de la lumière B Δ F O F' O F' Sens de propagation de la lumière 3- On trace un rayon incident non dévié, passant par le centre optique O. B O Δ F' Foyer image f' = 5.0 cm ex. 9 p. 24 : 1) C'est une lentille convergente symbolisée par la double flèche. 2) En lisant la distance OF' sur le schéma (entre le centre de la lentille et le foyer F'), on trouve f ' =4cm . 1 =25δ . 3) En utilisant la formule p.18, on a V = 4×10−2 m Δ F ex. 10 p. 24 : Sens de propagation de la lumière 4- On trace un rayon incident passant par F et émergeant parallèle à l'axe optique. Centre optique B Δ F O F' B' 1 1) On utilise la formule p.18 V = donc f' 1 V= =20 δ ; 2) On modifie la formule p.18 5.0×10−2 m 1 1 =0.2m=20 cm ; 3) La pour isoler f ' = donc f ' = V 5.0 lentille la plus convergente a la focale la plus courte, c'est donc la première lentille. Sens de propagation de la lumière Voir www. site O Une infinité de rayons vont de B à B' F' O F' Δ Objet F O F' Image Sens de propagation de la lumière W. Fortin 1/4 physicus.free.fr OBSERVER - CHAP 01 Vision et images (p17) ex. 11 p. 24 : O F 2) On transforme la formule de conjugaison pour isoler OA . Les rayons passent par le optique, ils ne sont pas déviés. F' centre Dans Donc F O F' F O F' F O F' 1 1 1 – = OA ' OA f ' −1 1 1 = − OA f ' OA' on ajoute −1 OA' et on simplifie. puis on réduit au même −1 OA ' − f ' Les rayons incidents sont parallèles à = dénominateur. Donc puis on multiplie par l'axe optique, ils ressortent en passant OA f ' ×OA' 1 f ' −OA' par le foyer F'. = puis on inverse −1 Donc OA f ' ×OA' Les rayons incidents passent par le f ' ×OA' 1 OA= Enfin, on remplace f ' = d’où foyer, ils émergent parallèlement à f ' −OA' V l'axe optique. OA' /V finalement : OA= . On effectue ensuite le 1/V −OA' (0.15 m)/ 8 calcul et OA= =−0.75 m (Attention aux 1/ 8−0.15 unités!!) Voir les deux cas précédents. L'objet est à 75 cm avant la lentille. ex. 15 p. 25 : ex. 12 p. 24 : Une lentille inverse l'image : le haut est en bas, la gauche à 1) On peut reprendre le Doc.7 p19 (à savoir redessiner). droite, donc la solution est le dessin 2 . 2) Sont positives les distances OA' et AB 3) On connaît AB=10.0×10−3 m , OA=−300×10−3 m , f ' =OF ' =100×10−3 m et on cherche OA' . On va isoler ce paramètre dans la relation de conjugaison 1 1 1 – = . OA ' OA f ' ex. 13 p. 24 : 1) Voir p.18 du livre et le complément III de cette feuille. On ajoute donc de chaque coté A' a donc 13 cm 35 cm 1 1 1 = + OA' f ' OA même dénominateur B' 1 OA . On réduit la partie droite au 1 OA+ f ' = OA' f ' ×OA f ' ×OA . On réalise ensuite le calcul OA+ f ' −3 100×10 ×(−300×10−3 ) OA' = =150 mm −300×10−3 + 100×10−3 A ' B ' OA ' = , AB OA on peut calculer la taille de l'image en isolant A ' B ' OA' × AB donc dans cette équation et A ' B ' = OA mm A ' B ' =150 ×10.0=−5mm . L'image est inversée et −300 deux fois plus petite. 4) Comme le grandissement est égal à ex. 14 p. 24 : 1) « Exprimer littéralement » signifie qu'il faut donner une formule (« avec des lettres ») permettant le calcul direct. 1 et donc f ' =OF ' , et on connaît V également OA . en utilisant la relation de conjugaison (p.19), on va isoler l'inconnue OA' : Dans Donc f '= 1 1 1 – = OA' OA f ' 1 1 1 = + OA' f ' OA dénominateur. Donc OA' = f ' ×OA OA+ f ' 1 OA γ= et on simplifie. puis on réduit au même 1 OA+ f ' = OA' f ' ×OA . Enfin, on remplace puis on inverse f '= 1 V d’où OA/V . On effectue ensuite le OA+ 1/ V (−0.25 m)/ 8 OA' = =0.25 m (Attention aux −0.25m+ 1/ 8 finalement : calcul et on ajoute et on inverse OA' = 2) L'image est à 35cm du centre optique de la lentille, elle mesure 13cm de haut environ et elle est renversée. Ici, on connaît puis on simplifie. On OA' = unités!!) W. Fortin 2/4 physicus.free.fr OBSERVER - CHAP 01 Vision et images (p17) ex. 20 p. 26 : 1 f ' = =1/ 20=0.05 m=5cm 2) Voir dessin 3) La taille 1) V de l'objet est de 1.8cm, situé à -6,0 cm avant la lentille. 4) Le grandissement est environ A ' B ' OA ' γ= = =−12/ 1,8= 40/−6=−6,7 AB OA 1 1 1 = – =44δ donc f ' 0.025 −0.25 f ' =22.7mm Remarque : sur le schéma, trois rayons permettent de construire AB puis on a dessiné (zone bleue) l'ensemble de tous les rayons partant de B et allant en B'. ex. 21 p. 26 : 1) Voir graphe 2) On constate que 1 1 = + 0.10 OA ' OA 0,090 0,080 0,070 0,060 0,050 0,040 0,030 Ou encore que 1 1 − =0.10 OA' OA 0,020 0,010 0,000 -0,100 f(x) = 0,9925937023x + 0,0992425991 -0,080 -0,060 -0,040 -0,020 0,000 1/ OA (cm-1) 1 =0.10 cm −1 (Attention aux unités !!). f' Donc que Soit f '= 1 =10 cm 0.10 ex. 22 p. 26 : 1) Voir schéma. 2) L’œil ne peut pas se Lentille = cristallin déformer, donc la distance rétine cristallin reste constante. Dès lors, pour pouvoir faire la mise au point,c-à-d faire O F' F une image nette sur la d =25 mm rétine, quelle que soit la position d'un objet, il faut que la focale du cristallin puisse varier. Δ Écran = rétine 3) Au repos, un œil accommode à l'infini, les rayons venant de l'infini (parallèles à l'axe optique) sont focalisés au foyer, et le foyer se situe sur la rétine. On a alors f ' =OF ' =d =25mm . 4) On a une lentille telle que : OA' =0.025m , et on cherche f ' . OA=−0.25m et On utilise la formule de conjugaison W. Fortin 3/4 physicus.free.fr OBSERVER - CHAP 01 Vision et images (p17) W. Fortin 4/4 physicus.free.fr