Instruments d'optique - le microscope
Prérequis
Présentation
Animation sur le fonctionnement du microscope.
Explications
Lorsque vous lancez l'animation, vous voyez un objet réel (A, point rouge) se trouvant devant un microscope (à gauche).
La personne qui observe l'objet à travers ce microscope est représentée par un oeil, placé de l'autre côté du microscope.
Afin de voir les lentilles à l'intérieur du microscope, cliquez sur "tubes (oui/non)".
Vous pouvez changer le grandissement de l'objectif: x3, x5, x10 (en rouge "choisir l'objectif") et le grossissement de l'oculaire: x10, x15, x10 (en rouge "choisir l'oculaire").
Pour commencer, faites les réglages suivants:
- grandissement de l'objectif = 3
- grossissement de l'oculaire = 15
Après l'objectif, on peut voir l'image de A (notée A1, point vert). On peut voir que
- le point A1 est plus éloigné de l'axe optique que A (image agrandie),
- il résulte du croisement des rayons réfractés (donc image réelle),
- cette image est renversée.
C'est cette image qui va servir d'objet pour l'oculaire, c.à.d. qu'on va observer cette image avec une loupe, l'oculaire.
Ce qu'on peut encore observer :
- Dans la situation initiale, le réglage du microscope est tel que cette image intermédiaire se trouve dans le plan focal objet de l'oculaire. Donc tous les rayons partant de A vont se réfracter de manière telle qu'ils seront parallèles entre eux après l'oculaire, c.à.d. comme issus d'un point situé à l'infini (non représenté, à gauche de la fenêtre). C'est la situation idéale pour un oeil normal, car si l'image que l'on observe est à l'infini, l'oeil ne doit pas accomoder. On peut voir ce faisceau de rayons parallèles sur l'animation (en mauve, à droite de l'oculaire) ainsi que leurs prolongements (en gris, à gauche de l'oculaire).
- Cette image est virtuelle: les rayons réfractés ne se croisent pas, donc pas d'image sur un écran. Dans ce cas particulier d'image virtuelle à l'infini, les prolongements des rayons réfractés ne se croisent pas non plus, mais c'est interprété par le cerveau comme venant d'un point infiniment lointain.
- Cette image est renversée par rapport l'objet de départ.
- Elle est beaucoup plus grande que l'objet.
Attention: les valeurs des grandissements/grossissements ne correspondent pas aux valeurs des distances focales et autres distances de l'animation.
Avec la vis de réglage, vous pouvez approcher ou éloigner le microscope de l'objet.
- Faites-la tourner vers la gauche, ce qui rapprochera le microscope de l'objet.
Si u1 diminue, v1 augmente, et l'image A1 (qui sert d'objet pour l'oculaire) se retrouve entre le foyer de l'oculaire et celui-ci. On aura toujours bien une image finale (notée A', point bleu) virtuelle mais à une distance de l'oeil plus petite, donc l'oeil devra accomoder pour l'observer. - A l'inverse, faites-la maintenant tourner vers la droite, ce qui éloignera le microscope de l'objet.
Si u1 augmente, v1 diminue, et l'image/objet A1 se retrouve à une distance u2 de l'oculaire supérieure à la distance focale. On aura alors une image finale A' réelle. Si u2 est compris entre f2 et 2.f2, cette image est plus grande que A1. On a alors un microscope utilisé en projection.
Mais si on continue à éloigner le microscope de l'objet, l'image finale devient plus petite que A1, et même finalement plus petite que l'objet A !
Essayez d'autres valeurs de grandissement de l'objectif et de grossissement de l'oculaire.
Les indications de manipulation se trouvent sous l'animation.
auteur : Geneviève Tulloue, université de Nantes