Devoir maison phyque 1ère s

[lilouay]

Bonjour tous le monde,
J'ai ce devoir en physique à faire mais je n'y arrive pas du tout. J'ai eu seulement un cours d'optique et déjà cela à faire donc je bloque.
Meme quelques conseils me seraient d'une grande aide, merci d'avance.


Exercice 1 :
Une lentille a une distance focale f'=10 cm.
1- Calculer sa vergence, et noter sur un schéma à l'échelle 1, ses foyers F et F'.
Un objet de 1 cm de haut se trouve à 5 cm en avant de la lentille.
2- Déterminer par construction et par le calcul, la position, la nature et la taille de l'image.

Exercice 2 :
Même exercice que le 1, mais pour une lentille divergente de distance focale f'=-10 cm et un objet virtuel placé à 5
cm de la lentille. (attention : voir dans le cours car une lentille divergente a ses foyers inversés par rapport à une lentille convergente)

Exercice 3 :
Une lentille mince convergent L1 de centre optique O1 donne d'un objet AB haut de 10 cm et situé à 120 cm en
avant de la lentille, une image A1B1 située à 60 cm après la lentille.
1- Déterminer la distance focale de la lentille L1.
2- Réaliser un schéma à l'échelle 1/10 en notant la marche de 2 rayons lumineux convenablement choisis.
3- Calculer le grandissement γ1 et la taille de l'image A1B1.
On place après la lentille L1, une lentille L2 divergente de centre optique O2 tel queO1O2
= 40cm; la vergence de
la lentille L2 est C2 = - 4 δ ; l'objet AB est dans la même position qu'auparavant.

4- Réaliser le schéma à l'échelle 1/10 qui permet de trouver l'image A'B'de AB donnée par L2.
5- Quelle est la nature et la taille de l'image
A'B'?
-----

[Duke Alchemist]

Bonjour.

Malgré le fait de n'avoir eu qu'un cours sur les lentilles, tu as dû voir certaines notions comme la vergence (donc tu peux répondre au moins à une question), le tracé des rayons (ça c'est pour la partie "schématisation"), la relation de conjugaison et la définition du grandissement (qui te permettront de déterminer positions et tailles diverses).

Indique-nous quelques petites choses au moins

Duke.

[lilouay]

Oui j'ai vue certaine notion comme la vergence que j'ai réussie à calculer(0,1) mais je ne sait pas coment tracer mes rayons car mon objet se situ avant le foyer image f et je ne vois pas ce type de tracés dans mon cours.Après dans mon manuel j'ai trouvé la la relation de conjugaison mais je n'arrive pas à l'appliquer à mes données. Pour le reste je suis un peu perdue.
Merci d'avance pour vos réponses

[Duke Alchemist]

Re-

Exercice 1 :
Une lentille a une distance focale f'=10 cm.
1- Calculer sa vergence, et noter sur un schéma à l'échelle 1, ses foyers F et F'.
Un objet de 1 cm de haut se trouve à 5 cm en avant de la lentille.
2- Déterminer par construction et par le calcul, la position, la nature et la taille de l'image.

1.

...la vergence que j'ai réussie à calculer(0,1)...

Eh non ! Pour le calcul de la vergence, la distance focale doit être exprimée en mètre donc v = ...

2. Le placement des foyers et l'objet sur le schéma ne te posent pas de problème.
Le tracé des rayons ne doit pas poser de problème si on connaît la méthode.
Rappel :

 Cliquez pour afficher

- tout rayon passant par le centre optique n'est pas dévié
- tout rayon parallèle à l'axe optique ressort par le foyer image (ou son prolongement passe par le foyer image)
- tout rayon passant par le foyer objet ressort parallèle à l'axe optique (ou son prolongement ressort parallèle à l'axe optique)

Concernant les relations du cours :

 Cliquez pour afficher

Si on note :
la position de l'objet (en mesure algébrique)
la position de l'image (en mesure algébrique aussi)
la distance focale de la lentille ( pour une lentille convergente et pour une lentille divergente)

Relation de conjugaison :
Grandissement :

Que connaît-on ici ?

 Cliquez pour afficher

, et

Donc

 Cliquez pour afficher

et permettent de déterminer
Avec la définition du grandissement, et connaissant , on peut déterminer

Commence déjà par cela.

Duke.

[A voir en vidéo sur Futura]

[lilouay]

Oui merci d'avoir corrigé mon erreur pour la vergence, elle est bien de 10?
Par contre pour mes tracés je ne sais pas lesquelles tracés dans mon cas.
En faisant les calcules de la relation de conjugaison j'obtient 1/p'=0,3 donc p=0.3.
Mon image mesure alors 0.3cm?
Dans mon cas AB=10?
Dans le grandissement est de 1? Mais qu'elle est la mesure de mon image?

Merci beaucoup pour toutes vos indication,cela me permet déjà de mieux comprendre

[lilouay]

Pouvez vous m'aider encore un peu svp?

[Duke Alchemist]

Re-

La vergence est bien de 10 mais... 10 quoi ? Il faut toujours préciser l'unité voyons

Pour trouver 1/p' = 0,3, tu n'as pas dû tenir compte des mesures algébriques, semble-t-il... Les mesures algébriques ont leur importance ici.

 Cliquez pour afficher

En fait, il faut tenir compte de l'orientation pour appliquer correctement ces relations. A ce type de schéma, on associe un genre de repère qui indique un sens choisi comme positif. L'orientation est arbitraire (tu fais comme tu veux) mais, par habitude :
- suivant l'axe optique, on oriente dans le sens de la lumière (souvent de la gauche vers la droite)
- suivant la perpendiculaire à l'axe optique, on choisit le sens positif vers le haut.

Quelle est la conséquence de ce choix ?
=> les grandeurs mesurées peuvent être négatives (ATTENTION ! Je n'ai pas dit que les longueurs étaient négatives )
- Dans le cas d'une lentille convergente, la mesure correspond à et pour aller de O à F',on va bien dans le sens positif choisi et le point F' se situe bien à la droite du point O par définition d'une lentille convergente où la distance focale est positive.
- L'objet AB se situe à l'avant de la lentille (vis-à-vis de la lumière) et A est à la gauche du point O. Ainsi la mesure est négative.
- L'objet, par habitude est orienté vers le haut donc . C'est pour le grandissement par la suite.

Conclusion

Dans ton cas : p = -5cm et f ' = +10cm.

Applique donc la relation de conjugaison en tenant compte des signes.

Et fais attention au passage de 1/p' à p' ...

La détermination de la taille ne semble pas acquise non plus...

 Cliquez pour afficher

, p est donnée et p' est désormais connu (après le calcul précédent) donc tu peux déduire .

Au niveau du tracé, tu dois avoir un dessin de ce type-là.

 Cliquez pour afficher

Et si tu as suivi tout le baratin précédent (après l'avoir re-relu ), alors tu peux voir que p'<0 et
Tu as une image droite (grandissement positif), plus grande (grandissement supérieur à 1 en valeur absolue) à l'avant de la lentille (p'<0) : c'est une image virtuelle.

Duke.

[lilouay]

Ah oui désolé je n'est pas précisé l'unité: il s'agit de la dioptrie.Je ne savais pas qu'il falait tenir compte des mesures algébriques pour trouvé p'. En refaisant mes calculs j'obtient 1/p'=-0,1 et donc pour passer de 1/p' à p' je fait -0.1 fois 1,est ce que c'est bon?
Une fois que j'ai cette valeur pour trouver le grandissement je fais p'/p soit -0,1/-5=0.02. Mais cela ne me donne pas la taille de mon image? Si je fait 0.02+1= 1.02, mon objet mesure donc 1.02 centimètres?
Par contre je n'arrive pas à retrouver cette taille de l'image sur mon graphique car il faut que je justifie mes résultats à travers celui-ci.
En tout cas merci beaucoup pour votre aide car je comprend de mieux en mieux enfin je l'espère
Sans votre aide je ne sais pas comment j'arriverais à faire ce devoir

[Duke Alchemist]

Re-

Ah oui désolé je n'est pas précisé l'unité: il s'agit de la dioptrie.

OK

Je ne savais pas qu'il fallait tenir compte des mesures algébriques pour trouvé p'.

Ce n'est pas faute de l'avoir indiqué dans mon premier message...

En refaisant mes calculs j'obtient 1/p'=-0,1

OK

et donc pour passer de 1/p' à p' je fait -0.1 fois 1,est ce que c'est bon?

Aïïïïïeeeee !...
Si je te dis 1/x = 2, combien vaut x ?

Une fois que j'ai cette valeur pour trouver le grandissement je fais p'/p soit -0,1/-5=0.02.

C'est bon, même si ce n'est pas explicitement demandé.

Mais cela ne me donne pas la taille de mon image? Si je fais 0.02+1= 1.02, mon objet mesure donc 1.02 centimètres ?

On va dire que c'est l'heure tardive...
Je finis par me demander si tu as bien lu tout ce que je t'ai indiqué dans mon premier message...

Par contre je n'arrive pas à retrouver cette taille de l'image sur mon graphique car il faut que je justifie mes résultats à travers celui-ci.

Si tu essayes de retrouver la valeur calculée, c'est sûr que cela va coincer un peu...
Que trouves-tu comme valeur pour la taille et la position de l'image avec le schéma ? Peut-être que la réponse se trouve là

En tout cas merci beaucoup pour votre aide car je comprend de mieux en mieux enfin je l'espère

Il ne faut pas perdre espoir
Mais ce que je te propose, c'est de relire jusqu'à comprendre les différentes étapes et les différents mots que j'ai employés. Si ce n'est pas encore clair fais-le moi savoir mais ne grillle pas les étapes !

Duke.

[lilouay]

Ah oui pour passer de 1/p' à p' je fais alors -0,1/1=-0.1 (ou 1/-0.1=-10). Désolée mais je suis un peu perdue dans les convertions. D'accord le grandissement ne m'est pas util dans cet exercice et pour la taille de l'image j'ai fais 0.02+1= 1.02 soit (p'/p)+1, comme vous me l'avez indiqué précédament? non?
Sur mon graphique l'image se trouve après mon foyer f mais derrière l'objet en lui-meme,mais je crois que c'est pas ca
Merci d'avance pour tous vos conseil car j'ai vraiment beaucoup de difficultés en optique et merci aussi pour la rapidité de vos réponses

[lilouay]

Pouvez vous m'aider encore un peu svp? Merci d'avance

[Duke Alchemist]

Bonjour.

Ah oui pour passer de 1/p' à p' je fais alors -0,1/1=-0.1 (ou 1/-0.1=-10).

Soyons clairs ! Ce qui est en gras ne va pas !

 Cliquez pour afficher

donc
donc l'image se situe au niveau du plan focal objet (A' est confondu avec F)

... D'accord le grandissement ne m'est pas utile...

Sa valeur ne nous intéresse pas contrairement à sa définition (et la relation rappelée) car elle nous permet de trouver la taille de l'image !

 Cliquez pour afficher

dans cet exercice et pour la taille de l'image j'ai fais 0.02+1= 1.02 soit (p'/p)+1, comme vous me l'avez indiqué précédemment? non?

Je n'ai JAMAIS dit ce qui est en gras !!

 Cliquez pour afficher

donc, avec un produit en croix, on trouve :

Je te laisse finir

Sur mon graphique l'image se trouve après mon foyer f mais derrière l'objet en lui-meme,mais je crois que c'est pas ca

Voir première réponse ci-dessus

Duke.

[Duke Alchemist]

Re-

Je viens de comprendre

... soit (p'/p)+1 ...

En fait, ce n'est pas (p'/p)+1 mais (p'/p)x(+1) = ...

Mais une autre question me vient alors : qu'est ce que c'est que ce "0,02" que tu as trouvé pour p'/p ?

Duke.

[lilouay]

Ah d'accord merci j'hésitait entre les 2 p´. La taille de l'image est donc -2( 10/-5) centimètres? Non il faut que je multiplie cela par AB soit 1? Mais comment l'avez vous trouve?

[lilouay]

svp pouvez vous me dire si cela est bon?

[Duke Alchemist]

Bonjour.

Je reprends l'exercice 1 (excepté le schéma).
On connaît la distance focale de la lentille
L'objet se situe à une distance de 5 cm à l'avant de la lentille donc, on posera .

La vergence est de

 Cliquez pour afficher

On nous demande de déterminer la position et la taille de l'image .

La relation de conjugaison s'écrit :

L'application numérique donne :

 Cliquez pour afficher

donc

Le grandissement nous permet de calculer la taille de l'image. En effet, on a :

 Cliquez pour afficher

soit

dont l'application numérique donne :

 Cliquez pour afficher

donc l'image mesure 2 cm et elle est à l'endroit (la valeur obtenue ici étant positive) et comme elle est située du côté objet, elle est non projetable : c'est une image virtuelle.

Je te laisse le soin de retrouver ces valeurs sur ton schéma (que tu peux éventuellement poster ici) et cogiter sur l'exercice suivant qui est très similaire (Attention aux signes !).

Duke.

[lilouay]

Merci beaucoup j'ai donc finit cet exercice et pour l'exercice suivant j'ai trouvée une distance focale de -10 dioptrie, pour p´=10cm et bon lorsque j'applique mes résultats à la formule pour la taille de l'image j'obtient A'B'=(10/5)*1=2 mais cela me surprend que l'image soit encore égale à 2cm. Par contre la comme c'est une lentille convergente l'image est à l'envers mais cette fois ci elle est réelle. C'est cela? J'ai aussi commencé l'exercice 3 et il m'etait donnée aussi une formule pour calculer la distance focale (D au carrée - d au carré)/4D avec l'indication D=1,2m et d=63,3cm. En faisant le calcul j'ai donc trouvée f´=0,2metres. C'est bon? Par contre quand je fait mon schéma j'ai d'abord tracée le rayon passant par B ainsi que le centre o de la lentille mais pour le deuxième trace je ne sait pas lequel faire pour que l'image A'B´se trouve à 60 cm du entre o. Cela n'est pas possible ou ai-je fait une erreurs precedament? Merci d'avance pour votre reponse

[lilouay]

Pourriez vous m'indiquer si mes résultats sont correct pour que je termines mon devoir demain svp

[Duke Alchemist]

Bonsoir.

Merci beaucoup j'ai donc fini cet exercice et pour l'exercice suivant j'ai trouvée une distance focale de -10 dioptrie

Non, c'est la vergence...

pour p´=10cm et bon lorsque j'applique mes résultats à la formule pour la taille de l'image j'obtiens A'B'=(10/5)*1=2 mais cela me surprend que l'image soit encore égale à 2cm.

En quoi cela te traumatise ?... J'ai ça aussi pour la taille par contre, j'ai p' = -10cm.

Par contre la comme c'est une lentille convergente

Elle est divergente, non ?

l'image est à l'envers mais cette fois ci elle est réelle. C'est cela?

Ah... pour moi elle est à l'endroit...

J'ai aussi commencé l'exercice 3 et il m'était donné aussi une formule pour calculer la distance focale (D au carrée - d au carré)/4D avec l'indication D=1,2m et d=63,3cm. En faisant le calcul j'ai donc trouvée f´=0,2metres. C'est bon?

C'est une application numérique, la calculatrice sera plus performante que moi (je ne l'ai pas vérifié).

Par contre quand je fais mon schéma j'ai d'abord tracé le rayon passant par B ainsi que le centre o de la lentille mais pour le deuxième tracé je ne sais pas lequel faire pour que l'image A'B' se trouve à 60 cm du centre o.

Sûre ? Je relis l'énoncé d'abord...

Duke.

[lilouay]

Bosoir ah oui désole c'est la vergence qui est égale à 10 dioptries.je trouvais juste bizarre que l'on nous fasse faire ces calculs juste pour trouver le même résultat! C'est bizarre que vous avez trouvé p'=-10 car il faut bien faire ( 1/p=1/5+1/-10) non? Je confond souvent:c'est bien une lentille divergente. Je ne sais jamais quand elles sont à l'envers, je croyais que dès qu'il y avait une lentille divergente l'image était à l'envers. Sur une construction avec les traces on ne peut pas voir son orientation? Sur mes deux construction l'image est à gauche et avant le centre de la lentille, c'est bien cela? Oui je penses que mon application numérique est bonne mais j'ai quand même des doutes car lorsque je réalise mon schéma je ne vois pas comment je peux obtenir mon image A1B1 à 60 cm de la lentille en traçant d'abord un trait passant pas le centre 0, comment je dois faire mon 2ème trait pour terminer la construction?

[Duke Alchemist]

Re-

Ex.3
Pour déterminer la focale, il te faut placer la lentille L₁, AB et A₁B₁ sur ton schéma et tracer les rayons.

 Cliquez pour afficher

Toujours les mêmes : celui passant par O n'est pas dévié puis un rayon issu de B parallèle à l'axe arrive en B₁ en passant par F' (à l'intersection du rayon et de l'axe optique).

Sauf erreur, je trouve

 Cliquez pour afficher

une focale de 40cm, un grandissement de -1/2

Duke.

[lilouay]

Pour mon tracé je ne sait pas quelle est la hauteur de A1a B1dt quand vous dites de placer la lentille 1 c'est l'axe verticale? Ah d'accord merci pour les tracés mais comment avez vous trouvé une distance focale de 40? Car quand je fait 1,2 au carré =1,44 et 0,693 au carrée=0,48 donc 1,44-0,48/ 4*1,2= 0,2 mètres. Mais quand je fait mes traces en plaçant la focale à 40 cm ma construction marche donc... Merci d'avance

[lilouay]

SVP je ne trouve pas la même distance focale pour l'exercice 3, comment avez vous fait? Metci

[Duke Alchemist]

Bonjour.

La résolution est pour moi graphique. Je parle bien de la focale de la lentille L1.
Par le calcul, je trouve le même résultat (f'1 = 40cm).

Que représente le d=0,633 ?
Quelle est l'utilité de la formule que tu donnes ?

Duke.

[lilouay]

Bonjour, je désespérais de ne plus vous voire répondre pour la focale je fait bien je fait 1,2 au carré =1,44 et 0,693 au carrée=0,48 donc 1,44-0,48/ 4*1,2= 0,2 mètres et vous comment trouvez vous 0,4 mètres par le calculs? d=0,693 est la distance qui sépare les 2 positions de la lentille donnant une image ( l'énoncé dit ça). Après pour le grandissement j'ai trouvé 1/2 et non -1/2. Et la taille de mon image est de 5 cm, c'est ça? Merci d'avance

[lilouay]

?????????????

[Duke Alchemist]

Re-

Désolé, je ne suis pas disponible 24h/24h hein
En lisant l'énoncé que tu m'as proposé (au message #1) et les données qu'il contient, je retombe sur une distance focale f'1=40cm
Le calcul peut être fait de la manière suivante mais il a l'inconvénient de répondre aux questions qui suivent en même temps.
On connaît et la position et la taille de l'objet et la position de l'image.
-> p et p' te permettent de déterminer f' (relation de conjugaison) - toujours en faisant attention aux signes - ainsi que le grandissement.
-> avec AB en plus, tu peux déduire A'B' (la taille).

Duke.

[lilouay]

Oui excuser moi pour mon impatiente mais c'est que j'espérait finir mon devoir aujourd'hui. Pouvez vous me donner les calculs détaillés de la focale car en faisant de nombreux calculs je ne retombe jamais sur une focale de 40cm. Je trouve le même grandissement mais positif, comment se fait-il que vous le trouvé négatif? MERCI D'AVANCE

[Duke Alchemist]

Re-

On te dit qu'une image se forme à 60cm après la lentille et, ce, à partir d'un objet se situant à 120cm à l'avant de la lentille qui est convergente donc son image est forcément réelle et à l'envers (il faut s'entraîner avec le tracé avec les lentilles) donc le grandissement est négatif.
Pour les calculs, il suffit d'appliquer ce que je t'ai dit dans mon précédent message. Tu connais les relation, il n'y a plus qu'à.
Et le schéma conforte le résultat.

Duke.

[lilouay]

D'accord merci je vais reprendre tous cela demain mais c'est juste la focale que je n'arrive pas à trouver par le calcul,pouvez vous me détailler le calcul de celle-ci.Merci