Seconde Activité expérimentale :
Image d’un objet formée par une lentille convergente
Document 1 : Lentilles à disposition
Document 2 :
Document 3 : Comment décrire une image ? Pour décrire une image, il est nécessaire de préciser :
sa position : on indique à quelle distance OA’ elle se trouve de la lentille.
son sens : est-elle droite (dans le même sens que l’objet) ou renversée (dans le sens contraire de l’objet) ?
sa taille : on indique la taille A’B’ de l’image en précisant si cette dernière est plus petite ou plus grande que l’objet.
Document 4 : Le grandissement
Pour décrire une image, on peut calculer la valeur absolue du grandissement qui permet de comparer la taille de l’image A’B’ avec celle de l’objet AB.
Cette valeur est notée |𝛾| (« valeur absolue de gamma ») et se calcule par : |𝜸| =𝑨&𝑩&
𝑨𝑩 (les deux distances AB et A’B’ doivent avoir la même unité) Si |𝛾| < 1 alors cela signifie que l’image est plus petite que l’objet.
Si |𝛾| > 1 alors ce signifie que l’image est plus grande que l’objet.
Lentille (code couleur) rouge vert doré violet orange
Distance focale (en mm) 500 200 125 100 50 -100
source lumineuse objet lentille écran
Montage expérimental pour former une image
Travail n°1 : Formation d’une image à travers une lentille convergente
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Réaliser le montage expérimental pour former une image. On choisit une lentille de distance focale f’ = 20 cm. L’objet est constitué d’une lettre. Il est situé à une distance OA = 30 cm de la lentille.1)
Chercher la position de l’écran pour laquelle on obtient une « image » nette. Noter sa valeur OA’. Appeler le professeur pour vérification.2)
Décrire l’image obtenue sur l’écran à l’aide du document 3.3)
Déterminer la valeur absolue du grandissement.Travail n°2 : Position et taille de l’image
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Rapprocher la lentille de l’objet : l’objet est maintenant situé à une distance OA = 28 cm de la lentille.•
Trouver la nouvelle position de l’image.1)
Comparer l’image obtenue à celle du travail n°1 : est-elle à la même distance de la lentille ? a-t-elle la même taille ?2)
Réaliser les mesures nécessaires pour remplir le tableau ci-après. Distance OA entre l’objet et lalentille
L’image est-elle droite ou renversée ?
L’image est-elle plus grande ou plus petite que l’objet ? OA > 2´f’
f’ < OA < 2´f’
« f’ » est la distance focale de la lentille
Travail n°3 : Influence de la lentille
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Réaliser le montage expérimental dans les mêmes conditions qu’au départ : lentille de distance focale f’ = 20 cm et objet situé à 30 cm de la lentille.•
Placer l’écran au niveau de l’image.•
Remplacer la lentille par une autre de distance focale f’ = 12,5 cm.1)
L’image est-elle toujours au même endroit ? Si non, trouver la position de l’image. A-t-elle la même taille ?Travail n°4 : Modélisation de l’œil
L’œil réel peut-être modélisé par un « œil réduit » constitué d’un diaphragme, d’une lentille convergente et d’un écran.
Compléter le tableau ci-dessous.
Modèle optique Œil réel Rôle
diaphragme lentille convergente
écran
Dans la suite de l’activité, on ne s’intéressera pas au rôle du diaphragme.
Lorsque l’œil regarde un objet très éloigné (paysage, …), il ne « force » pas : on dit qu’il est au repos. Lorsque l’œil regarde un objet proche, il doit accommoder pour voir net.
On se propose de modéliser cette situation afin de comprendre le principe de l’accommodation. Modélisation de l’œil au repos : objet très éloigné (à l’infini)
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Au niveau de la graduation 120 cm placer la lentille convergente de distance focale f’ = 20 cm.•
Placer un objet éclairé le plus loin possible de la lentille.•
Trouver la position de l’écran afin d’observer l’image de l’objet. Modélisation de l’œil lorsqu’il accommode : l’objet se rapproche•
Sans déplacer la lentille ni l’écran, rapprocher l’objet à 30 cm de la lentille (graduation 90 cm). 1) L’image se forme-t-elle sur l’écran ?2) Que faut-il faire pour que notre « œil réduit » voit correctement ? Réaliser expérimentalement cette modification.
3) Que se passe-t-il dans l’œil réel pour réaliser cette modification ?
