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1 OPTIQUE Note aux enseignants ou aux TTP : voir à la fin de ce laboratoire. LABO 12 Les images formées dans les lentilles minces TYPE DE LABO : Observation BOITE A OUTILS : Une méthode pour trouver d une lentille sphérique convergente à l aide d un banc d optique THÉORIE : Chapitre 3 MISE EN SITUATION Le point de vue des experts Les optométristes sont des spécialistes qui évaluent la vision et la santé des yeux et qui traitent, s il y a lieu, les problèmes visuels. Lorsqu ils procèdent à l examen des fonctions visuelles, telle l acuité visuelle, ils utilisent entre autres le test classique des lettres de taille décroissante. Ce test, ainsi que de nombreux autres, leur permet de choisir la lentille adéquate pour corriger le problème visuel détecté. Comment les lentilles correctrices modifient-elles la perception des images? Pour en apprendre un peu plus, réalisez cette expérience qui vous permettra d observer les caractéristiques des images formées par une lentille sphérique convergente selon la position d un objet lumineux placé devant. LABORATOIRE les classes où la collection est utilisée. BUT Quel est le but de ce laboratoire? Observer les caractéristiques des images formées par une lentille sphérique convergente selon la position d un objet lumineux placé devant. CRITÈRES D OBSERVATION 1. Quelles sont les caractéristiques d un objet placé devant une lentille? La position de l objet par rapport à la lentille, la taille et le sens. 2. Quelles sont les caractéristiques d une lentille convergente? La longueur et le rayon de courbure. LABO 12 1

2 3. Nommez six emplacements différents où l on peut placer un objet devant une lentille afin d observer les caractéristiques des images formées. Très loin (à l infini) ; Un peu plus loin que deux fois ; À deux fois ; Entre deux fois et le foyer ; Au foyer ; Entre le foyer et la lentille. 4. Qu est-ce que vous allez devoir observer pour trouver les caractéristiques d un objet placé devant une lentille convergente? Je vais devoir comparer les caractéristiques de l objet avec les caractéristiques de son image. PROTOCOLE MATÉRIEL SCHÉMA DU MONTAGE les classes où la collection est utilisée. Une lentille sphérique convergente Une lentille sphérique divergente Une règle de 30 cm Un support à lentille Un banc d optique Un sténopé Un objet lumineux Un écran blanc MANIPULATIONS 1. Mesurer le diamètre de chaque lentille. 2. Noter le résultat. 3. Observer un texte à l aide d une lentille sphérique convergente. 4. Noter le résultat. 5. Observer un texte à l aide d une lentille sphérique divergente. 6. Noter le résultat. LABO 12 2

3 les classes où la collection est utilisée. 7. Déterminer convergente. 8. Noter le résultat. 9. Déterminer le rayon de courbure convergente. 10. Noter le résultat. 11. Installer la lentille sphérique convergente dans un support à lentille. 12. Placer le support à lentille au centre d un banc d optique. 13. Déterminer l emplacement du foyer et du point correspondant à deux fois. 14. Placer un objet lumineux le plus loin possible sphérique convergente. 15. Déplacer l écran blanc de façon à capter l image de l objet lumineux. 16. Noter les caractéristiques formée. 17. Placer l objet lumineux un peu plus loin que deux fois convergente. 18. Refaire les étapes 15 et Placer l objet à deux fois sphérique convergente. 20. Refaire les étapes 15 et Placer l objet entre deux fois et le foyer sphérique convergente. 22. Refaire les étapes 15 et Placer l objet au foyer sphérique convergente. 24. Refaire les étapes 15 et Placer l objet entre le foyer et la surface sphérique convergente. 26. Refaire les étapes 15 et Ranger le matériel. RÉSULTATS 1. Notez vos résultats concernant les lentilles dans le tableau suivant. Donnez un titre à votre tableau. Titre : Réponse personnelle. Exemple de réponse : Les caractéristiques des lentilles sphériques utilisées Type de lentille Convexe Diamètre (en ) mm Effet sur le texte Longueur (en ) mm Rayon de courbure (en ) mm 38 Grossit le texte Concave 38 Réduit le texte. LABO 12 3

4 2. Notez vos résultats concernant les images dans le tableau suivant. Donnez un titre à votre tableau. Titre : Réponse personnelle. Exemple de réponse : Les caractéristiques des images formées par une lentille sphérique convergente de l objet Beaucoup plus loin que deux fois Nature Sens Taille réelle. inversée. beaucoup plus située au foyer petite que l objet.. les classes où la collection est utilisée. Un peu plus loin que deux fois À deux fois L image est L image est L image est plus L image est réelle. inversée. petite que l objet. située plus près que l objet, soit entre le foyer et deux fois la longueur. réelle. inversée. de la même située à la même taille que l objet. distance de la lentille que l objet, soit à deux fois la longueur. LABO 12 4

5 de l objet Entre deux fois et le foyer Nature Sens Taille L image est L image est L image est plus L image est réelle. inversée. grande que située plus loin l objet. que l objet, soit plus loin que deux fois la longueur. Au foyer réelle. inversée. beaucoup plus située très loin, grande que soit à l infini. l objet. les classes où la collection est utilisée. Entre le foyer et la surface virtuelle. droite. plus grande située du même que l objet. côté que l objet. LABO 12 5

6 DISCUSSION RETOUR SUR LA DÉMARCHE D OBSERVATION 1. Vos observations vous permettent-elles de mieux comprendre les caractéristiques des images formées par une lentille sphérique convergente? Expliquez votre réponse. Oui. Pour chaque position de l objet, il est possible de déterminer les caractéristiques, soit la nature, le sens, la taille et la position. 2. À quelle position devez-vous placer une lentille sphérique convergente afin de pouvoir lire correctement le texte? Entre le foyer et la surface. 3. Quelles sont les causes d erreur possibles dans ce laboratoire? Réponse personnelle. Exemples de réponse : La lentille n était pas de bonne qualité ; les images n étaient pas très nettes ; la lentille a bougé pendant les manipulations. 4. Comment pourriez-vous améliorer le protocole de ce laboratoire? Réponse personnelle. les classes où la collection est utilisée. RETOUR SUR LA MISE EN SITUATION Comment les lentilles correctrices modifient-elles la perception des images? Les lentilles convergentes grossissent les images, tandis que les lentilles divergentes les réduisent. NOTE AUX ENSEIGNANTS OU AUX TECHNICIENS EN TRAVAUX PRATIQUES (TTP) Il est recommandé de réaliser cette activité dans un environnement sombre. Il est impossible de capter des images réelles à l aide d une lentille sphérique divergente, car cette dernière ne produit que des images virtuelles. LABO 12 6

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