Maquette du microscope.
La maquette comprend :
- un objectif : lentille convergente mince L1 de distance focale f'1 = 2,0 cm et de centre optique O1 ;
- un oculaire : lentille convergente mince L2 de distance focale f'2 = 4,0 cm et de centre optique O2 ;
- un objet éclairé de hauteur AB = 1,0 cm placé perpendiculairement à l'axe optique commun à L1 et L2.
Déterminer graphiquement l'image intermédiaire A1B1 de AB donnée par L1.
A1B1 joue le rôle d'objet pour la lentille L2.
Quelle est la position particulière de A1B1 par rapport à la lentille L2 ? Où se forme l'image définitive A2B2 ?
A1B1 se trouve au foyer objet de l'ocuaire L2 ; l'image définitive A2B2 se trouve à l'infini.
L'oeil emmétrope ( sans défaut) voit nettement un objet situé entre l'infini et la distance minimale dm = 25 cm. Pour un objet situé à l'infini, l'oeil étant au repos, son image se forme de manière nette sur la rétine.
Lorsque
l'objet se rapproche, le cristallin ( lentille convergente ) se déforme
afin que l'image se forme encore sur la rétine. L'oeil accommode.
Justifier l'intérêt que représente la position de l'image finale donée par le microscope pour l'observateur ?
L'image étant à l'infini, l'oeil est au repos, il observe sans fatigue.
Quel avantage présente un tel système optique pour l'observation d'objets de petites dimensions ?
L'image finale est beaucoup plus grande que l'objet : on pourra distinguer les détails, non visibles à l'oeil nu, de ce dernier.
Observation d'un globule rouge.
Le microscope réel possède les caractéristiques suivantes :
- objectif distance focale f'1 = 10 mm
- oculaire : distance focale f'2 = 50 mm
- intervalle optique D= F'1F2 = 160 mm.
On observe un globule rouge de diamètre d = 8,0 µm.
On se place dans le cas où l'oeil n'acomode pas. L'image finale donnée par le microscope se trouve à l'infini.
Où se trouve l'image intermédiaire à travers l'objectif ?
L'image intermédiaire se trouve au foyer F2 objet de l'oculaire.
On se place maintenant dans le cas où l'oeil accommode. L'image finale donnée par le microscope se forme à la distance dm = 25 cm de F'2.
L'image intermédiaire se situe entre F2 et O2 et l'objet est à la distance AF1 = 0,59 mm de l'objectif.
Dans le cas où l'oeil n'accommode pas, on a AF1 = 0,63 mm.
Comparer
ces deux distances, calculer leur différence.Justifier l'utilisation
d'une vis micrométrique pour effectuer la mise au point.
La différence des deux distances est la latitude de mise au point.0,63-0,59 = 0,04 mm = 40 µm.
Ces deux distances sont donc très proches.
La
mise au point ( 40 µm ) doit être réalisée avec un dispositif
permettant de modifier très lentement la distance objectif-objet. La
vis micrométrique le permet.
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Grossissement du microscope.
Schématiser l'observation de l'objet, placé à la distance dm, à l'oeil nu. Exprimer tan q et en déduire la valeur de q.
Noter l'angle q' sur la figure, en déduire son expression littérale et calculer sa valeur.
Calculer le grossissement du microscope.
G = q' / q = 2,56 10-3 / 3,2 10-5 =80.
Le cercle oculaire est l'image de l'objectif donnée par l'oculaire.
Tracer les rayons issus de l'objectif et qui après traversée de l'oculaire, délimitent et positionnent le cercle oculaire.
Tous les rayons qui entrent dans le microscope par
l'objectif sortent donc par le cercle oculaire.
On doit placer la pupille de l'œil dans ce cercle
afin qu'un maximum de lumière entre dans le
récepteur, l'oeil.
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