Exercice 4. : Images données par une lentille convergente - Bougaud

|1ère S |Thème : Couleurs et images |Activités |
|Physique |Vision et images |Chap.1-2 | |Connaissances |ce que je dois |
| |réviser |
|Connaître le vocabulaire de l'?il réel et du modèle de l'?il réduit| |
|Savoir modéliser une lentille mince convergente, placer l'axe | |
|optique, le centre optique (O), les foyers image (F') et objet (F) | |
|Savoir ce qu'est une image réelle et une image virtuelle | |
|Connaître l'outil mathématique : grandeurs algébriques | |
|Connaître l'expression de la relation de conjugaison et de celle du| |
|grandissement | |
|Connaître l'expression de la distance focale, de la vergence. | |
|Connaître le fonctionnement du cristallin lors de l'accommodation | |
|Connaître le fonctionnement de l'appareil photographique lors de la| |
|mise au point. | | |Compétences |ce que je dois |
| |réviser |
|Etre capable de décrire le modèle de l'?il réduit et de le mettre | |
|en correspondance avec l'?il réel | |
|Savoir déterminer graphiquement la position, la grandeur et le sens| |
|de l'image d'un objet-plan donnée par une lentille convergente. | |
|Savoir calculer la vergence C, connaissant la distance focale f ' | |
|et inversement. | |
|Connaissant la vergence ou la distance focale, savoir modéliser | |
|graphiquement une lentille mince convergente (placement de F et F')| |
|Connaissant les caractéristiques de l'objet et de son image, savoir| |
|positionner la lentille et ses foyers. | |
|Savoir modéliser le comportement d'une lentille mince convergente à| |
|partir d'une série de mesures. | |
|Savoir utiliser les relations de conjugaison et de grandissement | |
|d'une lentille mince convergente. | |
|Savoir modéliser l'accommodation du cristallin | |
|Pratiquer une démarche expérimentale pour comparer les | |
|fonctionnements optiques de l'?il et de l'appareil photographique. | |
La marche d'un rayon de lumière
1 Etude de la marche d'un rayon lumineux monochromatique . Questions : 1 Que signifie le terme « monochromatique » ?
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2 A quelle condition la lumière se déplace-t-elle en ligne droite ?
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3 Donner un exemple dans lequel la lumière se déplace en ligne droite.
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4 Comment se nomme le phénomène qui dévie la lumière lorsqu'elle change de
milieu transparent ?
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5 Donner un exemple dans lequel on observe un tel comportement de la
lumière.
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6 Dans le cas 2, comment se nomme le rayon qui arrive sur la surface
transparente (ou dioptre plan) ?
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7 Comment se nomme le rayon qui repart de ce dioptre ?
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8 Poursuivre la marche du rayon de la figure 2 ci-contre.
2 Fonctionnement d'une lentille . Une lentille déforme la marche d'un rayon à cause du phénomène de
réfraction.
. Chaque milieu transparent possède un indice de réfraction noté n qui
permet de connaitre la vitesse de la lumière dans ce milieu.
> Exemple :
. L'indice de réfraction d'un verre est : nverre = 1,5. 1 La vitesse de la lumière dans ce verre vaut alors :
vverre = = = ................................................ . Lorsqu'un rayon de lumière change de milieu transparent, sa vitesse
change. C'est pour cette raison que sa trajectoire est déviée.
C'est le phénomène de réfraction à l'origine de la déviation de la
lumière par une lentille. Caractéristiques des lentilles
1 Introduction . L'?il considère qu'un objet se situe dans la direction d'où provient
le rayon qu'il perçoit. Comme une lentille dévie les rayons de
lumière, un ?il regardant au travers d'une lentille voit un objet
déformé (ici agrandi).
. Il existe deux types de lentilles :
> Les lentilles convergentes : Elles ont un bord plus fin que le
centre.
> Les lentilles divergentes : Elles ont un bord plus épais que leur
centre.
. Questions : 1 La lentille de la figure 4 est-elle une lentille convergente ou une
lentille divergente ? Justifier.
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2 Quelles sont les lentilles convergentes de la figure 5 ?
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3 Donner alors les lentilles divergentes :
................................................ 2 La lentille convergente . Questions : 1 Compléter la figure 6 ci-dessous.
2 Quelle relation existe-t-il entre [pic] et [pic] ?
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3 Une lentille convergente possède une distance focale de + 5,0 cm.
Déterminer les grandeurs [pic], [pic] et C.
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Obtention d'une image par une lentille convergente
1 Introduction . Un objet est visible car il diffuse de la lumière dans toutes les
directions. Lorsqu'on place un objet devant une lentille, les rayons
venant de cet objet et pénétrant dans la lentille vont alors former
une image.
. Pour observer cette image il est nécessaire de placer un écran à
l'endroit où elle se forme. 2 Construction d'une image . Pour construire géométriquement une image à partir d'un objet et
d'une lentille, il faut au préalable maitriser la marche de trois
rayons particuliers émis par l'objet et pénétrant dans la lentille.
. Le rayon incident qui arrive parallèlement à l'axe optique ressort de
la lentille ......................................................
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. Le rayon incident qui passe par le foyer objet ressort de la lentille
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. Le rayon incident passant par le centre optique de la lentille
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> A savoir :
L'image A' d'un point A de l'objet se trouve à l'intersection des
rayons issus de A et qui ressortent de la lentille. Exercice 1 . On dispose d'une lentille convergente de vergence 25 (. On place un
objet noté AB à gauche de la lentille tel que A soit à 8,0 cm de O
sur l'axe optique et B soit au de