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Détermination d’un grossissement

Il peut être utile de vérifier expérimentalement les indications fournies sur un instrument commercial.

➜ Comment mesurer le grossissement d’une lunette afocale ?

Objectifs

• Réaliser une maquette pour déterminer un grossissement.

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.

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 :

$G=\frac{\overline{{\mathrm{A}}^{\prime }{\mathrm{B}}^{\prime }}}{\overline{\mathrm{A}\mathrm{B}}}\cdot \frac{f^{\prime }}{f_3^{\prime }}$

Doc. 3

Montage de mesure du grossissement d’une lunette

• 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

✔ 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 $G_{\mathrm{t}\mathrm{h}}=\frac{f_1^{\prime }}{f_2^{\prime }}$

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