La distance focale f^\prime d'une lentille est la distance à laquelle l'image d'un objet à l'infini se forme à partir de la lentille.

Pour mesurer la distance focale d'une lentille, un objet est placé très loin de celle-ci pour simuler un objet à l'infini. On place alors l'écran derrière la lentille, puis l'écran est déplacé jusqu'à ce que l'image soit la plus nette possible. L'écran est alors situé à la distance focale.

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Doc. 2
Détermination du grossissement

Sur le montage représenté sur le doc. 3, le grossissement G de la lunette astronomique composée des lentilles \text{L}_1 et \text{L}_2 s'exprime :

G=\frac{\overline{\mathrm{A}^{\prime} \mathrm{B}^{\prime}}}{\overline{\mathrm{AB}}} \cdot \frac{f^{\prime}}{f_{3}^{\prime}}

G : grossissement de la lunette
\overline{\mathrm{A}^{\prime} \mathrm{B}^{\prime}} : taille de l'image
\overline{\mathrm{AB}} : taille de l'objet
f^{\prime} : distance focale de la lentille \mathrm{L} (m)
f^{\prime}_{3} : distance focale de la lentille \mathrm{L}_{3} (m)

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Données

Distance focale de la lentille \mathbf{L}: f^{\prime}=12,5 cm
Distance focale de la lentille \mathbf{L}_3 : f_{3}^{\prime}=25,0 cm

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Doc. 3
Montage de mesure du grossissement d'une lunette

$Placeholder pour Schéma optique: modèle de lunette astronomique illustrant la formation de l'image par réfraction. Rayons lumineux, foyers objet et image indiqués.$ $Schéma optique: modèle de lunette astronomique illustrant la formation de l'image par réfraction. Rayons lumineux, foyers objet et image indiqués.$

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Questions

Compétence(s)

REA : Mettre en œuvre un protocole
REA/MATH : Utiliser des outils mathématiques

1. Doc. 1 À l'aide de la méthode proposée, mesurer précisément la distance focale des lentilles à disposition.

2. Expliquer le rôle de chaque lentille sur le schéma. Réaliser ce montage sur un banc optique et préciser le sens de l'image par rapport à l'objet.

3. Déterminer le grossissement G de la lunette pour différentes tailles d'objet. Exprimer le grossissement moyen avec son incertitude à partir d'une approche statistique.
➜ Fiche méthode
8, p. 590

4. Comparer G à la valeur théorique G_{\mathrm{th}}=\frac{f_{1}^{\prime}}{f_{2}^{\prime}}

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Synthèse de l'activité

À partir des documents, préciser le protocole de mesure du grossissement d'une lunette astronomique.

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Physique-Chimie Terminale Spécialité

Détermination d'un grossissement

Doc. 1 Détermination d'une distance focale

Doc. 2Détermination du grossissement

Données

Doc. 3 Montage de mesure du grossissement d'une lunette

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Doc. 1
Détermination d'une distance focale

Doc. 2
Détermination du grossissement

Doc. 3
Montage de mesure du grossissement d'une lunette