Optique TP de physique

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Pascale Brousseau
il y a 7 ans
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1 TP de physique Français p 1 Version : 2107 Ensemble banc d optique modèle 200

2 Banc optique 2000 mm 1 Composition Le coffret banc d optique est un ensemble complet permettant de réaliser facilement de nombreuses expériences élémentaires d optique. Il est composé d un banc métallique tout aluminium gradué de longueur 2000 mm et, de nombreux accessoires. Dimensions du banc : Longueur : 2000 mm. Largeur : 40 mm. Hauteur : 45 mm. Accessoires fournis avec le banc : - 2 pieds munis de 4 vis calantes et 2 vis de fixation. - 1 source lumineuse 12 V / 20 W, munie d 1 condenseur amovible avec 1 encoche porte jeton. - 4 supports de lentille - 4 supports de diapositive - 1 support de prisme - 5 cavaliers support - 5 lentilles : 2 biconcaves de focale : -50, -150 mm 3 Biconvexes de focale : +150, +200, +300 mm - 1 diapositive chiffre 1-1 triple fente - 3 diaphragmes - 3 filtres de couleurs - 1 prisme d angle 3 x 60-1 écran blanc 2 Mise en œuvre 2.1 Montage du banc Sortir le banc, le positionner sur une grande table. Monter sur les deux extrémités du banc grâce à un tournevis, les deux pieds permettant de supporter et de caler correctement le banc. Régler l horizontalité du banc grâce à ces vis. FRANÇAIS 1

Accessoires fournis avec le banc : - 2 pieds munis de 4 vis calantes et 2 vis de fixation. - 1 source lumineuse 12 V / 20 W, munie d 1 condenseur amovible avec 1 encoche porte jeton.

3 2.2 Utilisation des cavaliers Enfiler les cavaliers par les extrémités du banc pour ensuite les faire glisser le long du banc. Les cavaliers sont munis d une encoche qui sert à lire le positionnement du composant utilisé. On peut maintenant positionner les différents accessoires. Montage cavalier. Lecture des graduations. 2.3 Support de lentille Pour insérer une lentille, il est préférable de manipuler sur une table pour limiter les chutes de composant. On commence par retirer l anneau ou bague plastique qui se trouve à l intérieur du support lentille. Placer ensuite la lentille. Remettre l anneau de fixation jusqu au fond pour bloquer la lentille contre la buté du support. Mettre la lentille dans le support. Placer ensuite l anneau de fixation. Enfoncer l'anneau jusqu'au blocage de la lentille. 2.4 Source lumineuse Changement d ampoule. Brancher la source à un transformateur. La source est montée sur un support type lentille de diamètre 50 mm. Elle dispose d un condenseur modulable, facilement réglable grâce à sa vis de fixation. La lentille peut être retirée, il faut pour cela enlever le module, retirer l anneau de maintien. Le module dispose sur l avant d un porte jeton. Pour effectuer un changement d ampoule : - Enlever le module du condenseur. - Se munir d une pince pour retirer l ampoule défectueuse et placer la nouvelle ampoule de la même façon. Cette source nécessite une alimentation externe de type transformateur, (voir accessoires). FRANÇAIS 2

3 Support de lentille Pour insérer une lentille, il est préférable de manipuler sur une table pour limiter les chutes de composant.

4 2.5 Accessoires complémentaires Lot de 2 cavaliers (section carrée) Réf Lot de 2 supports diapositives Réf Lot de 2 supports lentilles et miroirs Ø 50 mm Réf Lot de lentilles et miroirs Ø 50 mm Réf Transformateur 6-12 V / 25 VA Réf Ampoule halogène G4 12 V / 20 W Réf Jeton dépoli Ø 50 mm Réf Objet d sur jeton dépoli Ø 50 mm Réf Laser magnétique Réf Rappels théoriques Lentille convergente : une lentille est dite convergente lorsque les rayons émergents de la lentille convergent vers l axe optique. Méthode 1 : Bessel Calcul de la distance focale image., (voir méthode 1 dans l utilisation). Méthode 2 : formule de conjugaison Donne une relation entre les positions sur l'axe optique d'un objet A et de son image A' par rapport au centre optique O. Elles sont exprimées avec des distances algébriques. Soit A un point de l'axe optique et A' son image par la lentille : Grandissement (noté γ) : γ= = : Est la distance entre le point A et le centre optique O de la lentille ; : Est la distance entre le point A' (image de A par la lentille) et le centre optique de la lentille ; : Est la hauteur de l'objet AB ; FRANÇAIS 3

202 393 Objet d sur jeton dépoli Ø 50 mm Réf. 202 390 Laser magnétique Réf.

5 : Est la hauteur de l'image A'B' ; Remarque : Le grandissement s'exprime sans unité. 4 Utilisation 4.1 Distances focales Matériels utilisés : Source lumineuse, diapositive chiffre 1, 1 lentille biconvexe, 1 écran, 1 générateur électrique. a) Première méthode Déterminer la première position de la lentille pour que l image soit nette sur l écran. FRANÇAIS 4

1 Distances focales Matériels utilisés : Source lumineuse, diapositive chiffre 1, 1

6 Relever la position de la lentille. Déterminer la deuxième position de la lentille pour que l image visualisée sur l écran soit nette, sans changer les positions de l objet ni de l écran. Relever la deuxième position de la lentille. On peut maintenant calculer la distance focale. Utiliser la formule : Pour calculer la distance focale image de la lentille convergente. FRANÇAIS 5

nette, sans changer les positions de l objet ni de l écran.

7 b) Deuxième méthode Placer la lentille de façon à avoir une image nette de l objet sur l écran. (l image sera renversée). Relever la position de la lentille, ainsi que celle de l écran (image) et du chiffre 1 (objet). On utilisera la formule de conjugaison pour déterminer la distance focale image de la lentille convergente : O : Position de la lentille convergente (centre de la lentille). A : Position de l objet (peu importe la taille de l objet). A : Position de l image Exemples de résultats obtenus :, Source, condenseur, diapositive 1, lentille convergente, écran. Image nette renversée. FRANÇAIS 6

On utilisera la formule de conjugaison pour déterminer la distance focale image de la lentille convergente : O : Position de la lentille convergente

8 4.2 Peut être aussi utilisé avec les miroirs Matériels utilisés : 1 source, 1 lentille convergente, 1 diapositive chiffre 1, 1 miroir. Schéma : Source Diapositive Chiffre 1 Lentille convergente Miroir Exemples de résultats obtenus : Montage sur banc. Image obtenue par un miroir plan. L image de la diapositive chiffre 1 est réfléchie par le miroir plan sur la diapositive. 4.3 Décomposition de la lumière Matériel utilisé : Prisme, lentille convergente, écran, source + condenseur, diaphragme. Schéma : a) Un prisme décomposant de la lumière blanche. FRANÇAIS 7

Image obtenue par un miroir plan. L image de la diapositive chiffre 1 est réfléchie par le miroir plan sur la diapositive. 4.

9 b) c) Spectre de la lumière blanche Exemples de résultats obtenus : Décomposition de la lumière blanche avec un prisme. 4.4 Laser Un prisme décomposant de la lumière blanche en un spectre de couleurs Étude de la diffraction avec un laser. Il est possible d étudier le phénomène de diffraction avec ce banc. Pour cela, utiliser un laser qui sera aligné avec les accessoires grâce à un support élévateur. FRANÇAIS 8

$4 Laser Un prisme décomposant de la lumière blanche en un spectre de couleurs Étude de la diffraction$

10 5 Service après-vente La garantie est de 2 ans, le matériel doit être retourné dans nos ateliers. Pour toutes réparations, réglages ou pièces détachées, veuillez contacter : JEULIN - SUPPORT TECHNIQUE 468 Rue Jacques Monod CS EVREUX CEDEX France * * 0,15 /TTC à partir d un téléphone fixe FRANÇAIS 9

Pour toutes réparations, réglages ou pièces détachées, veuillez contacter :

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