Laboratoire L OPTIQUE

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1 NOM: GROUPE: Laboratoire L OPTIQUE PARTIE 1: LA LUMIÈRE A DES COULEURS! : Observer les différentes couleurs qui composent la lumière blanche. (OU THÉORIE): 1. Qu est-ce qu une onde électromagnétique? 2. Qu est-ce que la lumière? 3. Quelles sont les couleurs qui composent la lumière blanche? Une boîte à rayons Un prisme triangulaire transparent Une feuille de papier blanc Trouvez le reste! 1. Placer la boîte à rayons à plat sur une table et l allumer. 2. Positionner le prisme de façon que le rayon lumineux effleure l un des sommets du triangle plutôt que de frapper un côté perpendiculairement. 3. Lorsque des couleurs commencent à apparaître, placer la feuille de papier à la verticale à environ 30 à 50 cm du prisme. 4. Noter les couleurs obtenues, en respectant l ordre dans lequel elles apparaissent. RÉSULTATS: Reproduisez ce que vous avez observé sur une feuille blanche, encadré avec un titre au-dessus. ANALYSE ET : Une analyse qui explique ce qui a été observé et une conclusion (en rapport avec le but...). RBreton - SCT 1

2 PARTIE 2: ON FORME DES IMAGES AVEC UN MIROIR PLAN Déterminer comment les caractéristiques des images obtenues à l aide d un miroir plan varient en fonction de la position de l objet. Une feuille de papier Un support à miroir Un miroir plan Une boîte à rayons avec un peigne à une fente Un rapporteur d angles 1. Tracer une ligne divisant la feuille de papier en deux moitiés égales. 2. Fixer le miroir au support à miroir. 3. Placer le miroir le long de la ligne tracée sur la feuille de papier. 4. Placer la source de lumière de façon que la lumière frappe le miroir avec un angle autre que 90 o. 5. Tracer les rayons lumineux sur la feuille. 6. Indiquer sur la feuille la position de la source de lumière. 7. Indiquer sur la feuille la position estimée de l image de la source de lumière. 8. Déplacer la source de lumière de façon à former un angle différent. 9. Répéter les étapes 5 à Déplacer à nouveau la source de lumière. 11. Répéter à nouveau les étapes 5 à Retirer le miroir. Tracer sur la feuille la ou les normales du miroir. 13. Mesurer les angles de réflexion et les angles d incidence des trois essais. 14. Mesurer les distances entre la source de lumière et le miroir pour les trois essais. 15. Mesurer les distances entre l image de la source de lumière et le miroir pour les trois essais. 16. Observer et noter les caractéristiques des images obtenues. RBreton - SCT 2

3 RÉSULTATS Notez vos résultats dans le tableau suivant: Angle d incidence Angle de réflexion Distance entre l objet et le miroir Distance entre l image et le miroir Position de l image? Type d images (réelle ou virtuelle)? Taille de l image par rapport à Caractéristiques l objet? de l image Sens de l image (droite, inversée horizontalement ou renversée verticalement)? Essai 1 Essai 2 Essai 3 ANALYSE DES RÉSULTATS Pour chacun des essais, quel est le rapport entre l angle d incidence et l angle de réflexion? Quel est le rapport entre la position de l objet par rapport au miroir et la position de l image par rapport au miroir? Quelle est la différence entre un rayon incident et un rayon réfléchi? Décrivez les caractéristiques des images obtenues à l aide d un miroir plan. Comment se nomment les rayons qui parviennent jusqu à l observateur et lui permettent de voir l image dans le miroir? Vous pouvez utiliser et compléter les phrases suivantes : Avec un miroir plan, l angle est toujours égal à. L image obtenue à l aide d un miroir plan est de la même que l objet et à la même du miroir que l objet. RBreton - SCT 3

4 PARTIE 3: ON LOCALISE LE FOYER DE LA LENTILLE Utiliser une technique permettant de localiser le foyer d une lentille convergente. 2 lentilles convergentes Un banc d optique Une boîte à rayons Un écran (carton blanc) Un mètre 1. Fixer une lentille vers l une des extrémités du banc d optique. 2. Placer la boîte à rayons à plus de 1 m de la lentille. 3. Derrière la lentille, déplacer l écran jusqu à ce qu il se forme un point lumineux. 4. Mesurer la distance entre le centre de la lentille et l écran. Noter le résultat. 5. Répéter les étapes 1 à 4 avec les autres lentilles, s il y a lieu. RÉSULTATS Notez vos résultats dans le tableau suivant. Titre : Lentille Localisation du foyer ANALYSE Les foyers de chaque lentille sont-ils tous à la même distance? Expliquez! À quoi correspond le foyer d une lentille convergente? À vous de la formuler à l aide du but et de vos résultats. RBreton - SCT 4

5 PARTIE 4: ON FORME DES IMAGES À L AIDE D UNE LENTILLE CONVERGENTE Déterminer comment les caractéristiques des images obtenues à l aide d une lentille convergente varient en fonction de la position de l objet. Une lentille convergente Un banc d optique Un écran (carton blanc) Une boîte à rayons Une bougie Un mètre 1. Fixer la lentille au centre du banc d optique. 2. Placer l écran de l autre côté de la lentille. 3. Déterminer l emplacement du foyer principal (F) de la lentille. 4. Mesurer et noter la hauteur de la bougie sur socle. 5. Placer la bougie à une distance supérieur à 2F. 6. Mesurer et noter la distance entre l objet (la bougie) et la lentille. 7. Déplacer l écran jusqu à ce que l image soit nette. 8. Observer et noter les caractéristiques de l image. 9. Répéter les étapes 5 à 8, mais comme suit : a) à 2F; c) à F; b) entre 2F et F; d) entre F et la lentille. RBreton - SCT 5

6 RÉSULTATS Notez vos résultats dans le tableau de la page suivante. Notez aussi la taille de l objet (soit la taille de la flamme). Position de l objet Plus de 2F 2F Entre 2F et F F Entre F et la lentille Distance entre l objet et la lentille Type (réelle ou virtuelle) Caractéristiques de l image Distance entre l image et la lentille Taille Sens (droite, inversée horizontalement, renversée verticalement) ANALYSE DES RÉSULTATS Avec des lentilles, qu est-ce qui vous permet de distinguer une image réelle d une image virtuelle? Quand l objet se rapproche du foyer de la lentille, comment la taille de l image varie-t-elle? Dans quel(s) cas n y a- t-il pas d image formée? Dans quel(s) cas l image est-elle réelle? Dans quel(s) cas l image est-elle virtuelle? L image est-elle toujours orientée dans le même sens? Expliquez votre réponse. Vous pouvez utiliser et compléter les phrases suivantes : Avec une lentille convergente, lorsque l objet est situé plus loin que le foyer de la lentille, l image obtenue est. Avec une lentille convergente, lorsque l objet est placé il n y a pas d image. Avec une lentille convergente, lorsque l objet est placé entre le foyer et la lentille, l image obtenue est, plus, côté de la lentille et dans le même. Expliquez comment votre hypothèse est confirmée ou infirmée! RBreton - SCT 6

7 PARTIE 5: ON FORME DES IMAGES À L AIDE D UNE LENTILLE DIVERGENTE Déterminer comment les caractéristiques des images obtenues à l aide d une lentille divergente varient en fonction de la position de l objet. Tout comme la partie 4! Complétez et ajoutez: une lentille divergente 1. Fixer la lentille au centre du banc d optique. 2. Placer l écran de l autre côté de la lentille. 3. Mesurer et noter la hauteur de la bougie sur socle. 4. Placer la bougie sur socle à une certaine distance par rapport à la lentille. Cette bougie servira à la fois de source lumineuse et d objet. 5. Noter la position de la source lumineuse (bougie) par rapport à la lentille. 6. Déplacer l écran jusqu à ce que l image soit nette. 7. Noter les caractéristiques de l image. 8. Répéter les étapes 4 à 7 en variant la position de la source lumineuse. RÉSULTATS Notez vos résultats dans un tableau de même type que la partie précédente. Notez aussi la taille de l objet (soit la taille de la flamme). ANALYSE DES RÉSULTATS Quand on rapproche l objet de la lentille, comment la taille de l image varie-t-elle? Le type d images variet-il? Le sens de l image varie-t-il? Vous pouvez utiliser et compléter les phrases suivantes : Avec une lentille divergente, l image est dans le même et plus que l objet. Le type et le sens de l image de la de l objet par rapport à la lentille divergente. Expliquez comment votre hypothèse est confirmée ou infirmée! RBreton - SCT 7