Lentilles minces.

        Contrôle 1°S        Lycée Victor Louis

Durée : 1 heure ; calculatrice autorisée

Exercice 1  : Formation d’une image sur un écran.  (5,5 points)

On souhaite effectuer la projection agrandie d’un objet lumineux AB = 6,0 cm, à l’aide d’une lentille convergente de distance focale  OF' = 12 cm.

1. L’objet est d’abord situé à 30 cm de la lentille.

a. Construire sur le schéma 1 donné en annexe à l’échelle ¼ en abscisse et en ordonnées l’image de l’objet AB. (échelle : 1 cm dans le schéma pour 4 cm en réalité.)

b. Construire sur le même schéma 1 l’image de l’objet  à placer à 20 cm de la lentille. [pic 1]

c. Quelle position donne la plus grande image ?

On change la lentille afin d’obtenir une image réelle trois fois plus grande que l’objet

CD = 4,0 cm et on impose la distance objet-écran à 60 cm

3. Déterminer graphiquement à l’aide du schéma 2, la distance focale de la lentille et son emplacement.

Exercice 2   : La presbytie (10 points)

L’œil réduit.

1. Quels sont les trois éléments de l’œil responsables de la vision.

2. Rappeler la fonction de ces différents éléments.

On modélise un œil normal par un œil réduit formé d’une lentille convergente de centre O et de distance focale variable ainsi que d’un écran placé à une distance fixe de 17 mm derrière la lentille.

3. Sans accommoder, l’œil observe une étoile située à l’infini dans la direction de l’axe optique.

a. En quel point caractéristique se trouve l’image de l’étoile ? A justifier avec la relation de conjugaison.

b. Quelle est alors la vergence V1 de cette lentille ?

4. L’œil observe maintenant une lettre de hauteur   AB = 5,0 mm sur un livre distant de 25 cm.

a. L’œil doit-il accommoder ? Justifier.

b. Calculer alors la vergence V2 de l’œil pour obtenir une image nette du livre sur la rétine.

5. Avec l’âge (à partir de 45 ans environ), le cristallin perd de sa souplesse et les muscles ciliaires ont plus de mal à le bomber. La personne devient alors presbyte. Ainsi, la vergence maximale de l’œil d’une personne de soixante ans est de 60 δ.

a. A quelle distance minimale cette personne peut-elle voir un objet sans lunettes de correction ?

b. Pourquoi a-t-on tendance à tendre les bras lorsqu’on commence à souffrir de presbytie ?

Exercice 3 :

[pic 2]

[pic 3]

Données  pour tous les exercices:

Relation de conjugaison

[pic 4]

grandissement

γ = = [pic 5][pic 6]

Annexes

Schéma 1 :

Schéma 2 :

Corrigé

Exercice 1 :

1 et 2.[pic 10][pic 11][pic 12][pic 13]

3.[pic 29][pic 30]

OF’ = 2,8 cm sur feuille soit 0,11 m ou 11 cm

...