Chapitre 5 Lentilles et instruments optiques

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1 Chaitre 5 Lentilles et instruments otiues Questions : #) On délace la lentille jusu à ce ue l image de l jet ait une hauteur deux ois lus etite ue celle de l jet. À ce moment, l jet est directement situé sur le oyer. = + ici est et = = + = Donc : m = = #3) Les rayons lumineux assent de n (,33) à n (indice de réraction de l œil) assez semblable à celui de l eau. Cette ressemblance entre les indices de réraction ait en sorte ue les rayons sont très eu déviés de leur trajectoire, et ne ourront être alisés. Avec un masue de longée (n = ) on retrouve une situation normale. #4) Oui, le grossissement est directement roortionnel au oyer de l jecti : G = #6) Comaraison entre l œil et un aareil hotograhiue : Œil Puille Cristallin et cornée Rétine Aareil hotograhiue Diahragme Lentille Pellicule argentine Distance est constante our l œil (distance entre le cristallin et la rétine) et variable our l aareil hotograhiue (distance entre la lentille et la ellicule argentine est ajustable ain de aire le us sur l jet). Quant à l œil, il ait le us our des jets à

2 diérentes distances au moyen de etits muscles modiiant la orme du cristallin ain de aire varier la distance ale de celui-ci. #8) Oui. Vous ouvez vous rendre en hoto dans un miroir lan. #3) Lentille convergente : a) Si la distance jet-lentille est réelle et lus grande ue la distance ale. OU Si la distance jet-lentille est virtuelle. b) Si la distance jet-lentille est réelle et lus etite ue la distance ale. c) Si la distance jet-lentille est réelle et lus etite ue la distance ale. OU Si la distance jet-lentille est virtuelle. d) Si la distance jet-lentille est réelle et lus grande ue la distance ale. e) Si la distance jet-lentille est réelle et lus etite ue le double de la distance ale. ) Si la distance jet-lentille est réelle et lus grande ue le double de la distance ale. OU Si la distance jet-lentille est virtuelle. #4) Lentille divergente : a) Si la distance jet-lentille est virtuelle et u elle est lus courte ue la distance ale. b) Si la distance jet-lentille est réelle. OU si la distance jet-lentille est virtuelle et u elle est lus longue ue la distance ale. c) Si la distance jet-lentille est réelle. OU si la distance jet-lentille est virtuelle et u elle est lus courte ue la distance ale. d) Si la distance jet-lentille est virtuelle et u elle est lus longue ue la distance ale. e) Si la distance jet-lentille est virtuelle et u elle est lus courte ue le double de la distance ale. ) Si la distance jet-lentille est réelle. OU si la distance jet-lentille est virtuelle et u elle est lus longue ue le double de la distance ale.

3 #5) Oui Objet virtuel Image réelle #6) Lentilles a) Convergente : À = Vériions : = + = m = = b) Divergente : À = Vériions : = + = m = = + #7) Les gouttelettes agissent comme des etites loues concentrant la lumière sur la einture. #8) Lentille convergente : milieu, bombé aux interaces, dans leuel les ondes voyagent lus lentement. Ce changement ait dévier les ondes vers le oyer de la lentille si sa source est située à grande distance. Cette exérience ourrait être aite avec des ondes sonores, se roageant dans l eau, rencontrant un ballon d air en orme de lentille convergente (le son voyage lus lentement dans l air ue dans l eau. 3

4 Exercices : #) Diotre : a) Le oisson est l'jet = 0cm R = 0cm n =,33 n = Image du oisson (image virtuelle dans l auarium): n n n n = + = 8,58cm R b) Hauteur de l'image du oisson h h n m = ± = = h =,8cm h cm n c) Le chat est maintenant l'jet = 5cm R = + 0cm n = n =,33 Image du oisson (image virtuelle en dehors de l auarium): n n n n = + = 6,5cm R d) Grandissement de l'image du chat n m = m =,33 n 4

5 #) Diotre lan : = 0,5cm R = n =,33 n = Objet: n n n n = 0= + R = 66,5cm #3) 3 milieux, diotres n =,5 n n 3 =,33 = R = ( our les diotres) = 0,m 0,3m 0,m mouche n 3 n n n n n n = 0 = + = 0, 089m R Donc = 0,389m n3 n n n3 = 0 = + = 0, 9m R Ainsi, l'ours voit la mouche à 9,cm sous la surace de l'eau. #0) Lentille: h = cm h = 5cm = 00cm réel ( donc + ) 5

6 a) Position de l'jet: h m = = h = 40,0cm b) Distance ale: = + = 33,3cm #) Lentille: h = 4h = 6cm réel ( donc + ) a) Position de l'jet: h m = + = 4 = h = 4,00cm b) Distance ale: = + = 5,33cm #) Lentille convergente : h = h 3 = 6cm réel ( donc + ) a) Position de l'jet: h m = = = h 3 = 8,0cm b) Distance ale: = + = 4,50cm 6

7 #5) Lentille convergente : h = h = 5cm Position de l'jet: m = ± = = ou = i. Première ossibilité = = + = + =,5cm ii. Deuxième ossibilité = = + = = 7,50cm #7) Lentille convergente: h =,5h = 35cm réel ( donc + ) Position de l'image: m = ±,5 = =,5 ou =,5 i. Première ossibilité =,5 = + = +,5 = 49,0cm ii. Deuxième ossibilité =,5 = + =,5 =,0cm 7

8 #) Lentille divergente: = 0cm a) Image virtuelle, droite et 5 ois lus etite h = 0, h est négati m est ositi Position de l'jet: m = 0, = = 0, = + = = 80,0cm 0, b) Image réelle, droite et lus grande de 50% h =,5h est ositi m est ositi Position de l'jet: m =,5 = =,5 = + = = 6,67cm,5 #) lentilles: = 0cm = 5cm = 0cm L L = 0cm = + = 0cm = 0cm = + = 30,0cm 8

9 #4) lentilles: = 8cm = cm = 40cm L L = 0cm a) Position de l'image inale: = + = 0cm = 0cm = + = 60,0cm b) Grandissement de l'image m = m m = =,50 ' ' #7) Loue: = 6cm = 5,7cm a) Grossissement: 5cm G = = 4,39 9

10 b) Image : = + = 4cm #3) Microscoe comosé (voir la igure 5.7): = 5mm =? l = 6cm G = 400 l 5cm G = =,00cm #3) Microscoe comosé (voir la igure 5.7): = 0,8cm = 3cm ( ) l = 7,5 3 0,8 cm = 3, 7cm = 40cm éuation des lentilles, our l ' ulaire : = + =, 79cm = ( 7,5, 79) cm = 4, 7cm our l ' jecti : = + = 0,846cm Grossissement : 5cm G = = 56 0

11 #34) Lunette astronomiue (voir la igure 5.9): = 60cm = 5cm = ( car coincide avec ) L L = 65cm Grossissement inini: G =,0 = #37) Lunette astronomiue (voir la igure 5.9): = 5m = 0,m a) Grossissement inini: G = 50,0 = b) Si = 0,4m : éuation des lentilles, our l ' ulaire : = + = 0,08m Grossissement : G = = 6,5 #4) Lunette de Galilée (voir la igure 5.3): = 4cm = 8cm = 00cm L L = 6cm

12 a) Image inale: our l ' jecti : = + = 4,5cm = ( 4,5 6) cm = 8,5cm our l ' ulaire : = + = 39cm b) Il aut ue l'image roduite ar l'jecti coïncide avec le oyer de l'ulaire: L L = 4,5 8 cm = 6,5cm ( ) Prlèmes : #) lentilles convergentes: = 4cm = 7cm L L = cm a) Si = 5cm Image inale : = + = 0cm = 8cm = + = 3,73cm Grandissement : m m m = = =,87

13 ' ' b) Si = cm Image inale : = + = 6cm = 6cm = + = 4,0cm Grandissement : m m m = = = 3,50 3

14 ' ' #) Une lentille convergente et une divergente: = 0cm = 5cm L L = 30cm = 0cm Image inale : = + = 0cm = 0cm = + = 3,33cm Grandissement : m m m = = = 0,333 4

15 ' ' #3) Une lentille convergente et une divergente: = 0cm = 5cm L L = cm = 0cm h = cm Image inale : = + = 0cm = 8cm = + = 7,cm Grandissement : m m m = = =,4 5

16 ' #8) Une lentille convergente et un miroir lan et reasse dans la lentille: = 0cm L M = 0cm = 5cm Image inale : = + = 30cm = 0cm = = 0cm 3 = 0cm = + 3 = 5,00 cm ( réelle et devant la lentille) 3 3 #9) Diotre: n =,5 n = R = 3cm = 3cm n n n n = + = 3, 00cm R 6