Optique 1 ère S Correction des exercices
Jan 19, 2016
Optique1ère S
Correction des exercices
L’appareil photographique
1) Des objets éloignés peuvent êtreconsidérés comme à l’infini donc :
OA
La relation de conjugaison de Descartes s’écrit :
1 1 1
'OA' OAC
f
avec , on a donc OA 1
0OA
1
20δOA'
C
D’où 0,05 m = 5,0 cm1
OA'20
Pellicule ou capteur CCD
O
A
Lentille de l’objectif
2) L’objet est maintenant à 2 m de l’objectif : donc
OA 2m
1 1
OA' OAC donc
1 120 19,5
-2OA'
D’où :1
OA' 0,0513m19,5
La distance objectif / pellicule était de 5 cm, il faut donc avancer la lentille de 1,3 mm
3) Calculons OA pour OA’ = 57 mm (5 cm + 7 mm)
1 1
OA' OAC donc
1 1
OA OA'C
1 120 2,456
0,057OA
1OA 0,407m
2,456
soit 41 cm
Image vue à travers une lentille
1) On donne : OF' 3cm et OA 2cm1 1 1
'OA' OA f
-
1 1 1donc
0,02 0,03OA'
116,67
OA'
1donc OA'
16, m
,670 06
F F’OA
B
A’
B’
F F’OA
B
A’
B’
Dans le triangle OA’B’, la propriété de Thalès s’écrit :
A'B' OA'
AB OA donc
OA' ABA'B'
OA
3
6
2c
1m
Il s’agit d’une image virtuelle, droite et agrandie
La loupe
Une loupe donne une image agrandie 4 fois, donc :
A'B'4
AB OA'
OA OA' 4 OA
On reporte dans la relation de Descartes :1 1 1
'OA' OA f
1 1 1
'4OA OAC
f
1-4
4OAC
0,3 1
OA 125m4
=8
-12,5cmC
L’œil : vrai ou faux ?
O
Sans accommoder : des objets à l’infini donnent une image nette sur la rétine pour f’=17mm, donc l’œil a une longueur de 17 mm
F’
plan focal
Pour un objet plus proche, le cristallin se bombe et f’ diminue.
OA
B
L’image doit toujours se former sur la rétine mais elle n’est plus au foyer.
plan de la rétine
F’
1) La relation de Descartes s’écrit :1 1 1
'OA' OA f
1 1 1
'OA' OA f
donc : 3
1 1 158,8
100 17 10OA'
soit :1
OA'58,8
0,017m
Rem : l’image se forme encore au foyer.L’objet est assez loin pour être considéré comme à l’infini.
proposition fausse
avec : 3OA 100 et ' 17 10 mf
4A'B' OA' 0,0171,7 10
100AB OA
2) La propriété de Thalès s’écrit :
4A'B' 1,7 1,7m0 m1 AB proposition juste
3) Pour des objets plus proches, OA diminue
mais OA 0 donc OA augmente et 1
OAdiminue
L’image doit toujours se former sur la rétine donc il faut :
OA' 17mm1 1 1
'OA' OA f doit rester constanteLa quantité :
Donc si 1
OAdiminue
1
'fdoit augmenter et f ’ va diminuer
proposition fausse
Méthode de Silberman
F F’OA’
B’
1) L’objet AB et son image A’B’ ont la même taille
B’
A’
2) Graphiquement, OF’ = 1,5 cm
3)A'B'
1AB
L’image est réelle, renversée et de même taille que l’objet
4) On peut former l’image d’un objet lointain sur un écran séparé de la lentille par une distance égale à sa focale.
Rayons du Soleil
lentille
carton
f ’
Intérêt d’une image à l’infini
1)1 1
' 10cmC 10
f
2a)2
1 1 110 10
5 10OA' OAC
1OA' 0,1m 10cm
10
2
2
A'B' OA' 10 10G=
5 102
AB OA
La taille de l’image sera de 2AB, soit 2 cm
2b) Schéma
F F’OA
B
A’
B’
5 cm 5 cm 10 cm
3) L’image se formera à l’infini si OA’ = donc1
0OA'
1 1 1
'OA' OA f
1 1 1 1
' 'OA OA' f f
Il faut donc placer l’objet au foyer principal objet F
Cette situation évite à l’œil d’accommoder.