Exercices - physisque sur la modélisation d'un microscope sur banc d'optique - correction, Exercices de Physique
Eleonore_sa
Eleonore_sa28 April 2014

Exercices - physisque sur la modélisation d'un microscope sur banc d'optique - correction, Exercices de Physique

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Exercices de physisque sur la modélisation d'un microscope sur banc d'optique - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Calcul préalable, Étude de l'image donnée par l'objectif, Étude de l'image don...
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Modélisation d'un microscope sur banc optique

Réunion 2003 (4 points) Sans calculatrice

MODÉLISATION D'UN MICROSCOPE SUR BANC D'OPTIQUE

Correction

A - Calcul préalable :

C = 1

'f donc f ' =

1

C Pour l'objectif L1: f1' =

1

10 = 0,10 m

Pour l'oculaire L2 : f2' = 1

5 = 0,20 m

B - Étude de l'image donnée par l'objectif :

B-1.Calcul de la position de l’image intermédiaire A1B1 formée sur l'écran

11111 '

111

FOAOAO  = C1

1

1 1 1

1 1 C

O A O A  

L'objet est placé à 15 cm du centre optique O1, donc 1O A = – 0,15 m.

1 1

1 1 10

0,15O A   

1 1

1 1 10 0,15

0,15 0,15O A

   

1 1

1 1 1,5

0,15O A

  

1 1

1 0,50

0,15O A

1 1 O A =

0,15

0,50 =

0,50 0,30

0,50

 = 0,30 m L'écran sera placé à 30 cm en arrière de l'objectif L1.

B - 2 Calcul du grandissement de l'objectif.

 = 1 1

1

O A

O A

 = 0,30

0,15 = – 2

 = 1 1 A B

AB soit

1 1 A B =   AB

1 1 A B = –2  5,0 = – 10 mmL'image intermédiaire est agrandie et renversée, elle mesure 1,0 cm.

C - Étude de l'image donnée par l'oculaire :

C –1. Si l'œil n'accommode pas, c'est que l'image définitive A'B' est rejetée à l'infini. L'image intermédiaire

A1B1 doit être située dans le plan focal objet de l'oculaire L2. Donc '2 1 2 2 2 2O A O F O F   = – 0,20 m.

C-2. Le diaphragme permet de respecter les conditions de Gauss. Seuls les rayons passant à proximité du

centre optique, et peu inclinés par rapport à l'axe optique, sont conservés. Ainsi l'image définitive A'B'

possède des contours nets et non irisés.

D - Construction de la marche de rayons lumineux à travers le microscope :

Il faut penser à vérifier la cohérence entre la construction réalisée et les calculs précédents.

E - Détermination du grossissement du microscope :

E-1. ' sur le schéma.

E-2. ' diamètre apparent de l'image définitive:

Dans le triangle O2A1B1 rectangle en A1:

tan ' = 1 1

2 2

A B

O F

Comme ' petit et exprimé en radians, alors tan ' = ' = 1 1

2 2

A B

O F

' = 1,0

20 = 5,010–2 rad

 diamètre apparent de l'objet:

tan  = m

AB

d

Comme  petit et exprimé en radians, alors tan  =  = m

AB

d

 = 0,5

25 =

0,5

0,5 50 =

1

50 = 2,010–2 rad

grossissement:

G = '

G =

1

20 1

50

= 1 50

20 1  = 2,5

L2 L1

O1 O2 F1 ' F1

A

B F2' F2 A1

B1

B' à infini

A' à

infini '

dm = 0,25 m

B

A 

œil

échelles:

- horizontale: 1/5

- verticale: 1/1

'

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