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