Réfraction - doublet de lentilles
Prérequis
Présentation
Animation pour la construction de l'image d'un objet pour deux lentilles successives.
Explications
Lorsque vous lancez l'animation, vous voyez un objet réel (A1B1) se trouvant devant une succession de deux lentilles convergentes.
Affichez la grille en cliquant sur "grille".
Pour un premier exemple, faites les réglages suivants :
- u1 = 35 cm (valeur de départ)
- f1 = 10 cm (point bleu sous la lentille L1).
- f2 = 25 cm (point orange sous la lentille L2, valeur de départ)
- d = 60 cm (distance entre les 2 lentilles, réglable en déplaçant L2 - valeur de départ)
Un faisceau part de l'extrémité A1 de l'objet. Ces rayons lumineux sont déviés une première fois au passage de la première lentille (L1), et une seconde fois au passage de la deuxième lentille (L2). L'image obtenue par ce doublet de lentille est A'B'.
Pratiquement (que ce soit pour les calculs ou pour la construction géométrique), pour trouver la position et la taille de cette image, on procède en 2 étapes:
- passage des rayons lumineux à travers L1, en faisant comme si L2 n'était pas là. On obtient ainsi une image, A2B2.
- Cette image sert d'objet pour la seconde lentille. On cherche l'image de cet objet, en faisant comme si L1 n'était pas là. L'image obtenue (A'B') est l'image du doublet.
Calculez la position de l'image intermédiaire, puis celle de l'image finale.
Calculez aussi sa taille.
Vérifiez vos résultats en faisant une construction géométrique pour 2 ou 3 rayons particuliers (pas fait dans l'animation).
Enfin, vérifiez-les grâce à la grille.
Répondez aux questions suivantes en vous basant sur vos calculs, puis vérifiez vos prédiction grâce à l'animation.
- L'image intermédiaire (A2B2) est-elle réelle ou virtuelle ? Droite ou renversée ?
- Est-ce un objet réel ou virtuel ?
- L'image finale (A'B') est-elle réelle ou virtuelle ? Droite ou renversée ?
Refaites la même chose pour les cas suivants, sans changer la position de L1 :
- u1 = 35 cm, f1= 15 cm et f2= 20 cm, d = 60 cm
- u1 = 35 cm, f1= 25 cm et f2= 32,5 cm, d = 60 cm
- u1 = 25 cm, f1 = 25 cm et f2 = 32,5 cm, d = 60 cm
- u1 = 15 cm, f1 = 25 cm et f2 = 32,5 cm, d = 60 cm
- u1 = 10 cm, f1 = 45 cm et f2 = 55 cm, d = 20 cm
- u1 = 35 cm, f1 = -45 cm et f2 = 32,5 cm, d = 45 cm
Un des cas ci-dessus correspond à un microscope. Lequel ?
Pour terminer, prenez f1 = 45 cm et f2 = 55 cm et placez les 2 lentilles au même endroit (donc d = 0).
En mettant l'objet à l'infini (bouton "objet à l'infini"), vérifiez que 1/f = 1/f1 + 1/f2.
Et si f 1 = -f2 ?
Les indications de manipulation se trouvent sous l'animation.
auteur : Geneviève Tulloue, université de Nantes