Travaux Pratiques de Physique Optique 2 : Les Lentilles Service de Physique Biomédicale Université de Mons

Plan Rappel Théorique Manipulation Résumé Lentilles Convergentes/Divergentes Loi de Snell-Descartes Association de Lentilles Le Microscope Manipulation Mesure de la Distance Focale de Lentilles Indice de Réfraction d’une Lame de Verre Mesure de la Largeur d’un Objet Précautions d’Emploi Résumé

Rappels Théorique Lentilles Convergentes/Divergentes Fo Fi Fo Fi

Rappels Théorique Loi de Snell-Descartes Permet de rendre compte des trajets des rayons lumineux dans toutes les situations : Côté p>0 Côté q>0 Côté p>0 Côté q>0 I Côté q<0 Fi Fo Côté p<0 Côté q<0 Fo Fi Côté p<0 O I O > > C C p f q p q f

Rappels Théorique Association de Lentilles f1 fi Pi t fo f2 Po t Se comporte comme une seule lentille de foyer objet fo et de foyer image fi fo  fi

Rappels Théorique Correction des défauts de l’oeil Œil myope = œil trop long! Image formée par le cristallin DEVANT la rétine => on voit flou! SOLUTION : adjoindre au cristallin une lentille divergente => verre de lunette ou lentille de contact.

Rappels Théorique Correction des défauts de l’oeil Œil hypermétrope = œil trop court! Image formée par le cristallin DERRIERE la rétine => on voit flou! SOLUTION : adjoindre au cristallin une lentille convergente => verre de lunette ou lentille de contact.

Rappels Théorique Le Microscope Grandissement total Ouverture numérique Résolution : on distingue deux points séparés de

Manipulation : Formation d’un faisceau de lumière parallèle Former un faisceau parallèle en plaçant une lentille divergente (-8mm) contre la sortie du laser et en plaçant une lentille convergente à une dizaine de cm. ATTENTION : vérifier que le faisceau est bien parallèle…

Manipulation : Mesure de la distance focale d’une lentille convergente Utiliser le faisceau parallèle élargi Placer une lentille convergente dans le faisceau et mesurer la distance de la focale Fi Fo

Manipulation : Mesure de la distance focale d’une lentille divergente Utiliser le faisceau parallèle élargi Placer une lentille divergente Mesurer à diverses distances de la lentille le diamètre de la tache Extrapoler sur un graphe « diamètre en fonction de la distance » ; pour mesurer l’intersection avec l’axe des abscisses. Fo Fi

Manipulation : Association de lentilles Utiliser le faisceau parallèle élargi Choisir une distance de séparation des deux lentilles (t) Placer dans le faisceau parallèle une lentille divergente et une lentille convergente Déterminer la distance focale image résultante Vérifier la relation

Manipulation : Le Microscope – Indice de réfraction du verre Quel objectif utiliser? Mesurer l’épaisseur apparente ha d’une lame de verre (un trait sur chaque face) Mesurer l’épaisseur réelle h de la lame (compas Palmer) Démontrer que n = h/ha si i et r sont petits Calculer n et son erreur

Manipulation : Le Microscope – Largeur d’un objet On dispose d’un oculaire muni d’un micromètre Calibration : Mesurer à combien de graduations (y) du micromètre objet correspond 10 graduations du micromètre oculaire → 1 division du micromètre oculaire =

Manipulation : Le Microscope – Largeur d’un objet y = 15 x = 10 Dans ce cas, 1 petite graduation du micromètre oculaire vaut: 15 X 10 µm / 10 = 15 µm

Manipulation : Le Microscope – Largeur d’un objet Effectuer cette « calibration » pour les deux objectifs et Déterminer l’épaisseur d’un fil de cuivre avec les deux objectifs Attention : il y a donc 2 calibrations…

Précautions d’emploi Ne pas regarder dans le rayon laser Ne pas laisser tomber les lentilles Ne pas éteindre le laser – Utiliser l’obstructeur…

Résumé – Résumé Bon Travail ! Focale d’une lentille convergente Focale d’une lentille divergente Foyer objet d’une association de deux lentilles Indice de réfraction d’une lame de verre Epaisseur d’un fil de cuivre Bon Travail !