Travaux Pratiques de Physique

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1 Travaux Pratiques de Physique Optique 2 : Les Lentilles Service de Physique Biomédicale Université de Mons

2 Plan Rappel Théorique Lentilles Convergentes/Divergentes Loi de Snell-Descartes Association de Lentilles Le Microscope Manipulation Mesure de la Distance Focale de Lentilles Association de Lentilles Indice de Réraction d une Lame de Verre Mesure de la Largeur d un Objet Précautions d Emploi Résumé

3 Rappels Théorique Lentilles Convergentes/Divergentes Convergente Divergente F o F i F i F o

4 Rappels Théorique Loi de Snell-Descartes Permet de rendre compte des trajets des rayons lumineux dans toutes les situations : 1 p 1 + q = 1 Côté p>0 Côté q>0 Côté p>0 Côté q>0 Côté q<0 Côté p<0 Côté q<0 Côté p<0 O C I O I C p F o F i q F i q F o p

5 Rappels Théorique Association de Lentilles 1 i i = t 2 ( t 1) 1 2 t P i o 2 P o t o = t 1 ( t 2) 1 2 Se comporte comme une seule lentille de oyer objet o et de oyer image i o i

6 Rappels Théorique Correction des déauts de l oeil Œil myope = œil trop long! Image ormée par le cristallin DEVANT la rétine => on voit lou! SOLUTION : adjoindre au cristallin une lentille divergente => verre de lunette ou lentille de contact.

7 Rappels Théorique Correction des déauts de l oeil Œil hypermétrope = œil trop court! Image ormée par le cristallin DERRIERE la rétine => on voit lou! SOLUTION : adjoindre au cristallin une lentille convergente => verre de lunette ou lentille de contact.

8 Rappels Théorique Le Microscope L 1 (objecti) L 2 (oculaire) L ' a B A F i F' a' i F 0 F' 0 b' b Grandissement total Ouverture numérique δ M Résolution : on distingue deux points séparés de total δ L = ' A = nsinθ d = λ 2A

9 Manipulation : Formation d un aisceau de lumière parallèle Former un aisceau parallèle en plaçant une lentille divergente (-8mm) contre la sortie du laser et en plaçant une lentille convergente à une dizaine de cm. ATTENTION : vériier que le aisceau est bien parallèle

10 Manipulation : Mesure de la distance ocale d une lentille convergente Utiliser le aisceau parallèle élargi Placer une lentille convergente dans le aisceau et mesurer la distance de la ocale F o F i

11 Manipulation : Mesure de la distance ocale d une lentille divergente Utiliser le aisceau parallèle élargi Placer une lentille divergente Mesurer à diverses distances de la lentille le diamètre de la tache Extrapoler sur un graphe «diamètre en onction de la distance» ; pour mesurer l intersection avec l axe des abscisses. F i F o

12 Manipulation : Association de lentilles Utiliser le aisceau parallèle élargi Choisir une distance de séparation des deux lentilles (t) Placer dans le aisceau parallèle une lentille divergente et une lentille convergente Déterminer la distance ocale image résultante Vériier la relation i = t 2 ( t 1) 1 2

13 Manipulation : Le Microscope Indice de réraction du verre Quel objecti utiliser? Mesurer l épaisseur apparente h a d une lame de verre (un trait sur chaque ace) Mesurer l épaisseur réelle h de la lame (compas Palmer) Démontrer que n = h/h a si i et r sont petits Calculer n et son erreur

14 Manipulation : Le Microscope Largeur d un objet On dispose d un oculaire muni d un micromètre Calibration : Mesurer à combien de graduations (y) du micromètre objet correspond 10 graduations du micromètre oculaire 1 division du micromètre oculaire = y.10 μm 10 = y μm

15 Manipulation : Le Microscope Largeur d un objet y = 15 x = 10 Dans ce cas, 1 petite graduation du micromètre oculaire vaut: 15 X 10 µm / 10 = 15 µm

16 Manipulation : Le Microscope Largeur d un objet Eectuer cette «calibration» pour les deux objectis et Déterminer l épaisseur d un il de cuivre avec les deux objectis Attention : il y a donc 2 calibrations

17 Précautions d emploi Ne pas regarder dans le rayon laser Ne pas laisser tomber les lentilles Ne pas éteindre le laser Utiliser l obstructeur

18 Résumé Résumé Focale d une lentille convergente Focale d une lentille divergente Foyer objet d une association de deux lentilles Indice de réraction d une lame de verre Epaisseur d un il de cuivre