Sujet Physique-Chimie — Terminale — Amérique du Nord — Bac 2003

2003 –USA III - MODÉLISATION DU PRINCIPE DU MICROSCOPE (4 points )….. Au cours d'une séance de travaux pratiques les élèves doivent modéliser un microscope en utilisant le banc d'optique. Pour cela, ils disposent du matériel suivant : - un banc d'optique ; - un objet lumineux AB de hauteur 0,5 cm ; - un écran ; - une lentille mince convergente L 1 de distance focale f ’1 = 5 cm pour l'objectif ; - une lentille mince convergente L 2 de distance focale f ’2 = 20 cm pour l'oculaire. I - Étude de l'objectif La consigne reçue par les élèves est la suivante : "Placer l’objet lumineux à 6 cm devant la lentille L et observer l'image nette sur l'écran. Noter la position de limage, sa taille et 1 calculer le grandissement de l'objectif. " 1. Compléter le schéma n°1 (annexe à rendre avec la copie) (échelle 1/2 suivant l’axe optique et échelle 1 suivant la perpendiculaire à l'axe optique) en plaçant les foyers de la lentille et en traçant l’image A 1 B 1 donnée par L 1 . 2. En utilisant la relation de conjugaison et celle du grandissement, calculer la position et la taille de l'image ainsi que le grandissement g1 de l’objectif. 3. Après avoir réalisé l'expérience, un élève trouve une image A 1 B 1 de hauteur 2,7 cm et située à 31 cm derrière la lentille. Ces mesures sont-elles compatibles avec les valeurs calculées ? Commenter. 4. Un élève, n'ayant pas respecté la consigne, a placé l'objet à 4 cm devant la lentille. Pourquoi ne peut-il pas obtenir d'image sur un écran ? II - Étude de l'oculaire A 1 B 1 joue maintenant le rôle d'objet pour l'oculaire. La consigne reçue par les élèves est la suivante : "Enlever l’écran et placer la lentille L de 2 telle façon que l’image A B donnée par L soit à l’infini". 2 2 2 1. Où doit-on placer la lentille L 2 pour que la consigne soit respectée? Justifier. 2. Compléter le schéma n°2 (annexe à rendre avec la copie) (échelle 1/2 suivant l’axe optique et l'échelle 1 suivant la perpendiculaire à l'axe optique) en plaçant la lentille L 2 , ses foyers et en traçant la marche de deux rayons lumineux. III - Grossissement du microscope Dans cette partie, on pourra utiliser l’approximation tan a » a dans laquelle l’angle est