Associations de lentilles sur un banc d'optique
PhysiqueOptique14–15 ansLaboratoire virtuel
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Associez deux lentilles minces accolées ou écartées et trouvez sur un écran la distance focale de l'ensemble : 1/F = 1/f₁ + 1/f₂ − d/(f₁f₂), et V = V₁ + V₂ en dioptries pour des lentilles accolées. Trois TP avec aiguilles et suppression de la parallaxe : la distance focale d'une lentille divergente à l'aide d'une convergente, celle d'un miroir convexe à l'aide d'une convergente et l'indice de réfraction d'un liquide grâce à une lentille de liquide entre une lentille convergente et un miroir plan. Convention algébrique, distances en cm, tableaux de résultats et tâches autocorrigées.
Leçon : Association de lentilles minces ; Vergence d'une lentille ; TP sur le banc d'optique
Ce qu’elle montre
Des lentilles utilisées ensemble se comportent comme une seule lentille. Le premier écran associe deux lentilles minces : accolées, leurs vergences s'additionnent (V = V₁ + V₂, avec V en dioptries = 1/f en mètres) ; écartées de d, la distance focale équivalente vérifie 1/F = 1/f₁ + 1/f₂ − d/(f₁f₂). Les autres écrans sont des TP avec aiguilles et suppression de la parallaxe : une lentille divergente et un miroir convexe ne donnent pas seuls d'image réelle, une lentille convergente en fournit une ; un liquide entre une lentille convergente et un miroir plan forme une lentille plan-concave dont la distance focale donne l'indice du liquide. Lentilles minces, rayons paraxiaux.
Mode d’emploi
Sur Deux lentilles, choisissez la Lentille L₁, la Lentille L₂ et l'écart d, déplacez l'Écran S jusqu'à une image nette de la fenêtre et cliquez sur Noter. Sur les écrans de TP, cliquez sur Bougez l'œil et déplacez l'aiguille (ou le miroir) jusqu'à ce que les pointes restent ensemble, puis cliquez sur Noter : d'abord sans le second élément, puis après Placer L₂, Placer le miroir ou Ajouter du liquide. Saisissez votre résultat dans la case de la tâche et cliquez sur Vérifier.
Paramètres modifiables
- Écran Deux lentilles, f d'une divergente, f d'un miroir convexe, μ d'un liquide
- Lentille L₁ (écran Deux lentilles) Convergente +10 cm, Convergente +15 cm, Convergente +20 cm, Convergente +25 cm, Convergente +30 cm, Convergente +50 cm, Divergente −20 cm, Divergente −30 cm, Divergente −50 cm
- Lentille L₂ (écran Deux lentilles) Convergente +10 cm, Convergente +15 cm, Convergente +20 cm, Convergente +25 cm, Convergente +30 cm, Convergente +50 cm, Divergente −20 cm, Divergente −30 cm, Divergente −50 cm
- Écart d entre les lentilles 0–20 cm
- Distance focale de la lentille convergente L₁ (TP) 10–20 cm
- Distance focale de la lentille divergente (à mesurer) -40–-15 cm
- Rayon de courbure du miroir convexe (à mesurer) 20–50 cm
- Liquide Eau, Éthanol, Glycérol
Questions à explorer
- Pourquoi une lentille divergente a-t-elle besoin d'une lentille convergente pour former une image réelle repérable avec une aiguille ?
- Deux lentilles de +20 cm et +30 cm sont accolées : quelle est la vergence de l'ensemble ?
- Pourquoi l'image de l'aiguille revient-elle sur l'aiguille quand celle-ci est dans le plan focal de la lentille posée sur un miroir plan ?
