Cours de Physique et de Chimie
1ère S

Relation de conjugaison ; grandissement.

mardi 21 juin 2011 par Corentin GARRAULT

Voir le site de l’académie de Lille

 Activité 1

Dans cette activité :
1- déplacez la lentille
2- déplacez l’écran pour que l’image renversée du F devienne nette
3- après plusieurs manipulations que constatez-vous ?

On constate que pour chaque position de le lentille, il n’y a qu’une position de l’écran pour que l’image sur celui-ci soit nette (par certains moments l’animation fait des choses bizarres... comme des gros ronds... Rien n’est parfait, mais pour que l’image soit considérée comme nette, il faut que ces ronds disparaissent en venant se « coller » sur l’écran).

 Activité 2

Dans cette simulation deux paramètres peuvent être modifiés :
1- Dans un premier temps ne modifiez pas le curseur en haut du « dispositif de simulation », la valeur de la vergence C (donc de la distance focale) restera fixe pour cette simulation.
Vous aurez donc la charge de faire varier la position de la lentille. Cette variation modifie la distance objet-lentille (c’est comme si on modifiait la position de l’objet AB).
Que se passe-t-il pour la position et la taille de l’image A’B’ ?

2- Dans cette seconde simulation, vous ne modifierez plus la position de lentille (distance objet-lentille constante).
Vous modifierez la vergence C (réglette au-dessus du « dispositif de simulation »).
Que se passe-t-il pour la position et la taille de l’image A’B’ ?

Observations :
1- On constate que plus le la lentille est proche de l’objet plus son image renversée est agrandie et inversement plus la lentille est loin de l’objet et plus son image renversée est petite. Cette première observation n’est possible que si la distance objet-lentille est supérieure à la distance focale (OF)...

2- Que se passe-t-il, si la distance objet-lentille est plus petite que la distance focale (OF) ?
Refaites l’expérience si nécessaire mais avec C= 3 (vergence la plus petite permise par cette simulation)
On constate qu’avec un distance objet-lentille inférieure à la distance focale, l’image n’est plus sur réelle mais virtuelle car située du même coté que l’objet par rapport à la lentille. D’autre part, l’image droite virtuelle A’B’ y est tout le temps plus grande que l’objet AB.

3- Lorsque la distance objet-lentille (OA) est deux fois supérieure à la distance focale (OF), alors l’image réelle renversée A’B’ de l’objet AB a la même taille. on a AB = A’B’...
Allez-y essayez (là encore, je vous conseille de prendre C= 3)...

 Relation de conjugaison

Construction géomètrique

Remarque : Dans le cas ci-dessus, la distance objet-lentille OA est supérieure à la distance focale OF. On aura donc une image réelle renversée A’B’ de l’objet AB.

Avec ces notations et en respectant l’écriture algébrique (attention des valeurs positives et négatives sont alors possibles).

On a :

Relation de conjugaison

Avec

distance focale

 Grandissement

γ = =

  •  : Distance entre le point A et le centre optique O de la lentille en m
  •  : distance entre le point A’ (image de A par la lentille) et le centre optique O de la lentille en m
  •  : hauteur de l’objet AB en m
  •  : hauteur de l’image A’B’ (image par la lentille de AB) en m
  • γ est sans unités

Remarques :

Si γ > 0 alors l’image est droite (elle a le même sens que l’objet)

Si γ < 0 alors l’image est renversée (sens inverse)

Si |γ| > 1 alors l’image est plus grande que l’objet

Si |γ| < 1 alors l’image est plus petite que l’objet

Si l’on considère une lentille mince convergente de distance focale f’ et un objet AB placé à d = 2*f’ du centre optique de cette lentille alors l’image A’B’ apparaîtra après la lentille à la même distance d et on aura pour le grandissement : γ = - 1. (voir troisième observation de l’activité 2)


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