Samedi 3 juin 2006 6 03 /06 /Juin /2006 21:16
- Par jean marie bourven - Publié dans : i-e1-a: Bac STI Génie Mécanique
voilà la correction des exercices d'Optique posés sur ce blog il y a quelques jours:

rappelons le texte des exercices:

les réponses apparaissent au fur et à mesure en violet

je corrige à la volée, rafraîchissez souvent votre navigateur ( CTRL + R)


exercice 1 :

on observe un clocher de 20m de haut et situé à 200m à l'aide d'une lentille de distance focale image  f' =  50 cm (téléobjectif)

a) donner la vergence V de cette lentille

  
     V = 1 / f'  AN:   V = 1 / 0,5 =  2 dioptries


b) placer les foyers de la lentille et tracer les rayons correspondant à la construction de l'image

    ( schéma de principe sans échelle de distance)


   on a successivement: OA = - 200m  OF = - 0,5m  OF' = 0,5m

   il reste à calculer OA' la distance lentille mince-image de l'objet

   donc en appliquant la relation de conjugaison objet-lentille-image on a:

   1 / OA' = 1/OA + 1 / OF'  qui donne OA' = OA.OF' / ( OA' + OF' )

   AN: OA' = -200.0,5 / (-200 + 0,5)  soit  OA' = 0,50125 soit environ 0,50m

 

  l'image est donc quasiment confondue avec le foyer image ( c'est tout à fait normal car  

  l'objet est vraiment très loin de la lentille et le rapport OA/OF est très grand ~ 400 ! )

 

  donc voici le schéma optique correspondant:


  sur le schéma j'ai légèrement décalé l'image de sa position réelle pour rendre la figure plus 

  lisible...en fait l'image est en F'


c) quelle est la taille de l'image observée ? 

    peut-elle tenir en entier sur un capteur numérique de dimensions: 15 mm x 22,5 mm

     (capteur de l'EOS 350 D de chez CANON)

    
      le clocher a pour hauteur AB = 20 m

 

    la taille de l'image est donnée par le rapport A'B' / AB = OA' /OA  soit A'B' = OA'.AB/OA


    AN: A'B' = 0,5.20/200  =  0,05m soit 5 cm


    cette image ne peut tenir sur le capteur


d) qualifier cette image


   l'image est réelle et inversée

exercice 2:


on veut obtenir une image de hauteur 20 mm du clocher précédent toujours placé à 200m

quelle est la distance focale maximale f' utilisable pour cette opération?


pour obtenir une image A'B' = 20 mm il faut que OA'/OA soit égal à A'B'/AB = 0,02/200 = 0,001


 il faut donc que OA' soit égal à 0,001.OA = 0,2 m

 or 1/OA' = 1/OA + 1/f' entraîne 1/f' = 1/OA' - 1/OA  et f' = OA.OA'/OA- OA'

 AN:  f' = -200.0,2/(-200-0,2) qui donne f' = 0,20020 ~ 0,20m

 l'objectif à utiliser doit avoir une focale image de 20 cm


exercice 3:


une lentille de vergence V = - 1,25 dioptries est placée à 1m devant un objet de hauteur 20 cm


1) qualifier l'image observée par l'oeil placé au foyer objet de la lentille


   la vergence donne la focale image par f' = 1/V d'où f' = -0,80 m

           je prépare le schéma ...patience


                 voilà c'est prêt:


   on observe que l'image est plus petite que l'objet, qu'elle est virtuelle placée entre

   le foyer image et la lentille



2) à quelle distance de l'oeil peut-on situer cette image ?

   l'oeil est en F : donc si O est le centre de la lentille divergente OF = 0'80m

   situons la position de l'image:

   1/OA' = 1/OA + 1/OF' donne  OA' = OA.OF'/ ( OA + OF')

   AN:  OA' = (-1).(-0,8)/(-1-0,8) = -0,444m


   l'image est donc 44,4 cm devant la lentille, l'oeil est à 80 cm donc

  l'oeil voit l'image à une distance de 124,4 cm devant lui, au travers de la lentille

 

   j'espère que vous aviez trouvé toutes ces réponses...bonne soirée à tous  jmb



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