Want to make creations as awesome as this one?

Transcript

Avant de commencer,
télécharger ici le document élève afin de l'imprimer pour le compléter.

Comment peut-on améliorer sa vision?

Comment peut-on améliorer sa vision?



Comment l'oeil forme-t-il une image?

hypothèse à valider

L’œil permet de former une image renversée sur la rétine par l'intermédiaire du cristallin qui ressemble à une lentille plus épaisse en son centre.

hypothèse à valider

On peut grossir un texte avec une loupe. On observe que la loupe est composée d'un verre plus épais en son centre et qu'il est nécessaire d'ajuster la distance entre la loupe et le texte pour obtenir une image nette. Il nous faut donc une lentille plus épaisse en son centre et régler la distance entre l'objet observé et la lentille pour obtenir un grossissement net.

hypothèse à valider

Le télescope, la loupe et le microscope grossissent les objets lorsqu'on regarde au travers. Une loupe est composée d'un verre plus épais en son centre. Nous supposons que les autres systèmes qui permettent de grossir l'image des objets observés sont également composés d'un ou plusieurs verres plus épais en leur centre.

Le vidéo projecteur et les appareils photos projettent une image sur un écran au travers d'un verre qui semble plus épais en son centre. On remarque que la netteté de l'image de ces appareils nécessite parfois un réglage de la position de ce verre.

Comment grossir un objet pour mieux le voir?

Tous les systèmes optiques présents ci-dessous, fonctionnent-ils selon le même principe?

Avant d’atteindre la rétine, la cornée et le cristallin font subir un changement de direction aux rayons lumineux.

Tous les rayons vont converger (= aboutir au même point) et former une image sur la rétine.

Comment peut-on améliorer sa vision?



Deux types de lentilles minces

Comment identifier et caractériser une lentille convergente?

1-Comment est l'épaisseur au centre de la lentille ?

La lentille convergente est plus épaisse en son centre.

La lentille divergente est moins épaisse en son centre.

En optique, une lentille est un milieu transparent qui possède au moins une face bombée ou creuse. Elle a un axe de symétrie appelé axe optique, qui passe par O, le centre optique de la lentille.



3-Comment se comportent les rayons lumineux après le passage dans la lentille?

La distance focale notée f’, est la distance entre le centre optique O de la lentille et le foyer image F’.

La lentille mince convergente en détail:



2-Au travers de la lentille, le texte apparaît-il plus gros ou plus petit?

5-QCM

5. QCM: Surligner la ou les bonne(s) réponse(s).

(Il s'agit ici d'un corrigé. Les bonnes réponses sont en rouge.)

5.1 Une lentille divergente est:

a) (par exemple) Une lentille dont un côté est plat et l’autre creux.

b) (par exemple) Une lentille dont un côté est plat et l’autre bombé.

c) (par définition) Une lentille dont les bords sont moins épais que le centre.

d) (par définition) Une lentille dont les bords sont plus épais que le centre.


5.2 Pour une lentille, tout rayon incident:

a) passant par le centre optique O émerge parallèlement à l’axe optique.

b) passant par le centre optique O n’est pas dévié.

c) passant par le centre optique O émerge dans n’importe quelle direction.

d) passant par le centre optique O est arrêté.


5.3 Un rayon incident parallèle à l’axe optique d’une lentille mince convergente

a) émerge en passant par son foyer image F’.

b) émerge en passant par le foyer objet F.

c) émerge en restant parallèle à l’axe optique.

d) est dévié sauf s’il passe aussi par le centre optique de la lentille.


5.4 Une lentille a une vergence de +8,0 δ. Donc sa distance focale vaut:

a) 8,0 m

b) 0,125 m Calcul: C = 1/f' donc f' = 1/C = 1/8 = 0,125 m

c) 12,5 cm soit 12,5 cm

d) 800 cm


5.5 Une lentille a une distance focale de +5 cm. Donc sa vergence C vaut:

a) +0,2 δ

b) 0,2 m Calcul: C = 1/f' = 1/0,05 = 20 δ

c) 0,2 cm

d) 20 δ


4-Quelles sont les caractéristiques d'une lentille convergente?

Les ophtalmologues et les opticiens utilisent la vergence pour caractériser une lentille.

La vergence, notée C, est l’inverse de la distance focale f’: C = 1 / f’

La distance focale s’exprime en m et la vergence en dioptrie (de symbole δ)


6-synthèse

7-EXERCICES

Comment peut-on améliorer sa vision?



"Démo: les images d'une lentille convergente" de Geneviève Trudel

Comment déterminer expérimentalement la position du foyer image
d'une lentille convergente?

methode 1

Liste du matériel:

- Source lumineuse à rayons parallèles

- Lentille convergente

- Feuille de papier


Protocole expérimental


- Envoyer un faisceau de rayons lumineux parallèles sur la lentille.

- Mesurer la distance entre le centre de la lentille et le point de convergence du

faisceau (c’est la distance focale de la lentille) s’il existe.

- Cette distance correspond à la distance focale f’ de la lentille.



Faire une feu avec une loupe

distance focale

methode 2


Liste du matériel:

- Fenêtre ouverte sur paysage lointain

- Lentille convergente

- Feuille de papier ou écran


Protocole expérimental:


- Positionner la lentille face à une fenêtre de la salle au travers de laquelle on observe

un élément du paysage lointain facile à repérer (grand bâtiment par exemple).

- Approcher un écran de la lentille jusqu’à obtenir une image nette du bâtiment

observé par la fenêtre.

- Lorsque l’image est nette, mesurer la distance entre l’écran et le centre optique de la lentille.

- Cette distance correspond à la distance focale f’ de la lentille.



methode 3

Liste du matériel:

- Journée ensoleillée

- Loupe ou lentille convergente

- Feuille de papier


Protocole expérimental:


- Positionner la loupe face au soleil. Attention! Ne pas regarder le soleil au travers de la loupe!!! Danger pour vos yeux!!!!

- Approcher une feuille de papier et ajuster la distance entre la feuille et la loupe jusqu’à obtenir un point net lumineux sur la feuille. Si vous attendez quelques secondes, la feuille risque de s’enflammer. Restez prudent!!

- Dans cette position, la distance entre la feuille et le centre optique de loupe correspond à la distance focale f’.


EXERCICE

Comment peut-on améliorer sa vision?



Comment obtenir une image nette d'un objet à travers une lentille convergente?

2- resultats et calculs

Détails des calculs:


1- Protocole experimental

1-Présentation du matériel
et modélisation

2-Expérimentation

3-Construction de l'image

4-Animation

Comment peut-on améliorer sa vision?



Comment obtenir une image nette plus ou moins grande?

2-protocole expérimental

Protocole expérimental:

Positionner la lentille pour obtenir une image nette sur l’écran.

Situation 1. Éloigner la lentille de l’objet lumineux et déplacer l’écran pour obtenir une nouvelle image nette. Observer la taille de l’image.

Situation 2. Effectuer la même démarche en éloignant la lentille de l’objet. Observer la taille de l’image.

3-Objet éloigné de la lentille

1-LISTE DU MATériel

1-Expérimentation du grandissement

4-objet proche de la lentille

5- SYnthèse



2-Modélisation du grandissement

6- Exercices


Corrosion du fer

Comment grossir un objet
pour mieux le voir?

2-observations

Objet très proche de la lentille

Comment l'oeil forme-t-il
une image sur la rétine?

Modèle de l'oeil

3-SYNThèse


1-protocole expérimental

Protocole expérimental:

Positionner la lentille pour obtenir une image nette sur l’écran.

Vérifier que, pour une faible distance entre l’objet et l’écran, on ne peut pas obtenir une image sur l’écran.


1-MOdélisation de l'oeil

2-synthèse


3-QCM


4-exercices

Comment peut-on améliorer sa vision?



Comment peut-on améliorer sa vision?

Corrigés des exercices