Chapitre 19
Activité 3 - Activité expérimentale
60 min
Détermination d'un grossissement
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Objectif : Réaliser une maquette pour déterminer un grossissement.
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Problématique de l'activité
Il peut être utile de vérifier expérimentalement les indications fournies sur un instrument commercial.
Comment mesurer le grossissement d'une lunette afocale ?
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Doc. 1 Détermination d'une distance focale
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.
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. 2Détermination 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)
\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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- 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
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Questions
Compétence(s)
REA : Mettre en œuvre un protocole
REA/MATH : Utiliser des outils mathématiques
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
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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