Nom: _________________ Group: ___ Date:____________
ST-3 Lentilles convergentes Vocabulaire des lentilles :
1 Rayon
incident Rayon lumineux qui se dirige vers une surface (lentille)
Rayon
réfracté Rayon lumineux qui a été dévié par une surface. (lentille)
Foyer
principal (F) Point situé sur l'axe principal où les rayons incidents parallèles à l'axe principal
convergent
ou l'endroit d'où ces rayons semblent provenir.
Foyer secondaire (F')
Point situé sur l'axe principal situé de l'autre côté de la lentille par rapport au foyer principal.
Centre
optique (O) Centre de la lentille.
Axe principal Droite qui passe par le centre optique et qui est perpendiculaire à la lentille.
Longueur
focale (lf) Distance entre le foyer et le centre optique.
Rayon de
courbure (R) Segment qui relie le centre de courbure à la surface correspondante de la lentille.
Activité A) Déterminer la distance focale d’une lentille convergente.
Si un objet lumineux est placé à une distance 2F du centre optique d’une lentille
convergente, son image se formera sur un écran placé à une distance 2F sur le côté Opposé de la lentille. L’image est Réelle, inversée et de même dimension que l’objet.
Procédure:
1) Mesurer la hauteur de la flèche directionnelle (objet) (tableau 1)
2) Positionner la lentille au centre ‘0’,la flèche (objet) et l’écran a 5cm de part et d’autre de la lentille.
3) Déplacer l’object et l’ecran de manière équidistante de la lentille jusqu’à une position ou l’objet et l’image bien focalisée ont la même hauteur
4) Utiliser du ruban adhésif pour indiquer les positions suivantes : centre optique (O), foyer principal (F’), foyer secondaire (F), et les positions 2F de part et d’autre de la lentille.
5) Mesurer : do (distance objet---lentille), di (distance image---lentille). Tableau A 6) Comparer les caractéristiques de l’image par rapport à l’objet
Tableau A____________________________________________
Calcule de la longeur Focal L(f)
2F =_______
F=
Longeur focal L(f): _______
Décrire les caractéristiques de l’image quand l’objet se trouve à une distance 2F
Rélle ou virtuelle? ; Droite ou inversée? ; Plus grande, plus petite, ou égale à la taille de l’objet?
2 Hauteur de la flèche (objet) cm
Hauteur de la flèche (image) cm
Distance lentille objet (do) (2F) cm Distance lentille image (di) (2F) cm
Activité B : Caractéristiques d’une image formée par une lentille convergente.
Procédure:
1) Placer l’objet aux positions décrites dans le tableau 2, colonne 1.
2) Placer l’écran de manière à obtenir une image précise de l’objet.
3) Noter vos observations dans le tableau B.
Tableau B :_________________________________________________________
3 Position de
L’objet.
(do)
Diagramme optique Position de l’image Utiliser les positions de 2F’, F’, O, F and2F Pour situer l’image.
Dimension de l’image Plus grande
ou Plus petite
Type d’Image
Réelle ou virtuelle
Inversée Ou droite a)
do > 2F
_________
________
________
b)
do= 2F
_________
________
________
C)
2F > do> F’
________
________
________
d)
do = F’
________ ________
e) do< F’
________
________
________
f) do à ∞ (Utiliser la fenêtre pour l’objet)
________
________
________
Activité B Conclusion :
1. Pour quelle(s) distance(s) objet lentille (d
O) l’image est inversée
2. Quand l’objet est place à une distance supérieure a 2F (d
o> 2F), qu’advient- il de la grandeur de l’image.
3. Pour quelle(s) distance(s) (d
O) aucune image ne se forme sur l’écran ?
4. Pour quelle distance (d
O) l’image est plus grande que l’objet?
5. Pour quelle distance (d
O) une image virtuelle est obtenue ?
6. Quelle est différence entre une image virtuelle et une image réelle?
7. pour quelle distance (d
O) l’image est inversée et à une distance F de la lentille ?
4
Activité C)
La presbytie peut toucher tout le monde (et vous risquez fortement de devenir presbyte un jour)
Même si vous n’avez jamais eu à porter de lunettes de votre vie, votre vision changera probablement vers l’âge de 40 ans (ou un peu plus tard). En effet, contrairement à des anomalies oculaires comme la myopie, l’hypermétropie et l’astigmatisme qui se manifestent en raison de la forme de l’œil, la presbytie apparaît en vieillissant.
Au fil du temps, tout comme le reste de notre corps, nos yeux vieillissent. Le cristallin de l’œil se durcit et perd de son élasticité peu à peu, et finit par ne plus être en mesure de changer efficacement de point focal selon la distance.
Chez les jeunes, le cristallin effectue une bonne mise au point peu importe la distance et permet de voir clairement sans difficulté. Cependant, en
vieillissant, cette adaptation à la distance devient difficile pour l’œil et certaines activités comme lire le journal ou un message texte se corsent.
Quelle est la vergence d'une lentille ?
La vergence, ou puissance, d'une lentille est définie comme étant l'inverse
mathématique de sa longueur focale, mesurée en mètres. L'unité de mesure de la vergence est la dioptrie (δ). 1. La vergence d'une lentille convergente est positive alors que celle d'une lentille divergente est négative.
Activité C)
Déterminer la vergence d’une paire de lunette de lecture : 1) Déterminer 2F (procédure A)
2) Calculer la longueur focale en mètre (m)
3) Calculer la vergence des lunettes de lecture en dioptrie (𝛿) :
Vergence = "
#$%&'(') +$,-#( .
4) Comparer votre résultat expérimental avec la vergence indiquée sur les lunettes : Le pourcentage d'erreur (erreur en pourcentage) est la différence entre une valeur expérimentale et théorique, divisée par la valeur théorique, multipliée par 100% pour donner un pourcentage.
% erreur = /-#(') (01(2.(%3-#(4/-#(') 35é$)27'(
/-#(') 35é$)27'(
× 100%
5) Faire un diagramme optique annoté de votre expérience.
5
Activité C)
Résultats / observations : 1) 2F =__________
Calculs :
2) Longueur focal F en mètre (m)
3) Vergence expérimentale en Dioptrie (𝛿)
Vergence = "
#$%&'(') +$,-#( (.)
Pourcentage d'erreur: % erreur = /-#(') (01(2.(%3-#(4/-#(') 35é$)27'(
/-#(') 35é$)27'( × 100%
4)
1) Diagramme optique annoté : (O);(F);(F’);(Axe principal); (object 3 units);(image);
(3 rayons incidents);(3 rayons réfractés).
Information pour faire votre diagramme optique :
Lorsqu'un objet se situe devant une lentille convergente, il y a trois rayons principaux qui peuvent être utilisés pour déterminer la position et grandeur de l'image :
1) Un rayon parallèle à l'axe principal est dévié par la lentille en passant par le foyer image (foyer principal).
2) Un rayon passant par le centre optique de la lentille n'est pas dévié.
