Exercices - physisque sur la modélisation du principe du microscope, Exercices de Physique
Eleonore_sa
Eleonore_sa28 April 2014

Exercices - physisque sur la modélisation du principe du microscope, Exercices de Physique

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Exercices de physisque sur la modélisation du principe du microscope. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Étude de l'objectif, Étude de l'oculaire, Grossissement du microscope, Les schémas.
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MODÉLISATION DU PRINCIPE DU MICROSCOPE

2003 –Amérique du nord

III - MODÉLISATION DU PRINCIPE DU MICROSCOPE (4 points )…..

Au cours d'une séance de travaux pratiques les élèves doivent modéliser un microscope en utilisant le banc d'optique. Pour cela, ils disposent du matériel suivant :

- un banc d'optique ;

- un objet lumineux AB de hauteur 0,5 cm ;

- un écran ;

- une lentille mince convergente L1 de distance focale f ’1 = 5 cm pour l'objectif ;

- une lentille mince convergente L2 de distance focale f ’2 = 20 cm pour l'oculaire.

I - Étude de l'objectif La consigne reçue par les élèves est la suivante : "Placer l’objet lumineux à 6 cm devant la lentille L1 et observer l'image nette sur l'écran. Noter la position de limage, sa taille et calculer le grandissement de l'objectif. " 1. Compléter le schéma n°1 (annexe à rendre avec la copie) (échelle 1/2 suivant l’axe optique

et échelle 1 suivant la perpendiculaire à l'axe optique) en plaçant les foyers de la lentille et en traçant l’image A1B1 donnée par L1.

2. En utilisant la relation de conjugaison et celle du grandissement, calculer la position et

la taille de l'image ainsi que le grandissement 1 de l’objectif. 3. Après avoir réalisé l'expérience, un élève trouve une image A1B1 de hauteur 2,7 cm et

située à 31 cm derrière la lentille. Ces mesures sont-elles compatibles avec les valeurs calculées ? Commenter.

4. Un élève, n'ayant pas respecté la consigne, a placé l'objet à 4 cm devant la lentille.

Pourquoi ne peut-il pas obtenir d'image sur un écran ? II - Étude de l'oculaire A1B1 joue maintenant le rôle d'objet pour l'oculaire. La consigne reçue par les élèves est la suivante : "Enlever l’écran et placer la lentille L2 de telle façon que l’image A2B2 donnée par L2 soit à l’infini".1. Où doit-on placer la lentille L2 pour que la consigne soit respectée? Justifier. 2. Compléter le schéma n°2 (annexe à rendre avec la copie) (échelle 1/2 suivant l’axe

optique et l'échelle 1 suivant la perpendiculaire à l'axe optique) en plaçant la lentille L2, ses foyers et en traçant la marche de deux rayons lumineux.

III - Grossissement du microscope

Dans cette partie, on pourra utiliser l’approximation tan    dans laquelle l’angle est exprimé en radians.

1. Calculer, en radians, la valeur de l’angle ’ sous lequel l’œil voit l’image A2B2 dans le cas où A1B1 = 2,5 cm.

2. Calculer l’angle  sous lequel l’objet est vu, à l’œil nu, à une distance d = 25 cm. 3. En déduire la valeur du grossissement G = Error! dans ces conditions. 4. Pour un microscope, le grossissement commercial est donné par la relation

GC = C2 . |1|. d , C2 étant la vergence de l’oculaire. Montrer que le grossissement G calculé à la question 3 correspond au grossissement commercial.

ANNEXE à rendre avec la copie

Les schémas sont faits à l'échelle 1/2 suivant l'axe optique et à l'échelle 1 dans la direction perpendiculaire à l'axe. Schéma n°1 : l'objectif Schéma n°2 : l'oculaire

B A

A1 B1

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