La solution d'exercices sur le Microscope

Étapes de la solution:

 
1. Dessinez les lentilles, l'objet source original (Obj1) et le récepteur de l'image finale (Oeil) sur l'axe optique, avec Obj1 dessiné comme une flèche pointant vers le haut.

 2. Tracez la direction générale des rayons à travers les lentilles:

De la source (Obj1) au récepteur (oeil). 


3. Marquez «entré», «sortie», «non entré » et «non sortie» pour chaque lentille, en utilisant le rayon tracé à travers les deux lentilles pour déterminer quel côté de chaque lentille est «entré», quel côté est «sortie».
4. Marquez le point focal F1 pour la lentille 1 sur l'axe optique, par rapport à Obj1 et à la lentille 1.
Comme f1> 0, F1 doit être sur le côté "entré" de la lentille 1.
Ainsi, F1 est à gauche de Lumière1.
Aussi:
| D1 |> | f1 |, donc Obj1 est plus éloigné que F1 de la lentille 1.

 

5. Dessinez et marquez la distance d1 de l'objet comme une flèche de la lentille 1 à Obj1.

Comme Obj1 est, par définition, sur le côté "entré" de Lens1, Obj1 est un objet réel et d1> 0:
D1 = + 0,70 cm



 6. Calculez la distance d'image d1 'de Img1 de la lentille 1: d1' = (1 / f1 - 1 / d1) -1 = (1 / 0.65-1 / 0.70) -1cm = + 9.10cm> 0
Calculer le grandissement latéral de lentille 1:
M1 = -d1 '/ d1 = - (9.10 / 0.70) = -13.0 <0, puisque d1> 0, d1'> 0. Puisque d1 '> 0, Img1 est réel, c'est-à-dire sur le côté "sortie" de Lentille 1.
Comme m1 '<0, Img1 est inversé par rapport à Obj1.
Dessinez Img1 sur l'axe optique en conséquence:
Comme une flèche vers le bas à droite de Lentille 1.
Dessinez et marquez la distance d1 'de l'image et la flèche de la
lentille 1 à Img1.
Note: à ce stade, vous ne savez peut-être pas encore si Img1 est placé à gauche ou à droite de Lentille 2 !?
Choisissez l'un des deux choix! Si elle s'avère plus tard erronée, vous pouvez corriger le dessin .
La figure de l'étape 6 montre Img1 vers la gauche, c'est-à-dire sur le côté "entré" de la lentille 2, qui se révèle est  le bon choix de placement (voir l'étape 8).
 


 7. Dessinez Img2, l'image de la lentille 2.

Puisque Img 2 est l 'image finale, vue par l' œil, elle doit être placée devant l 'œil, c'est - à - dire au moins à une distance proche de l' œil et de la lentille 2. Img2 sur le côté "non sortie" de Lentille 2, Img2 est une image virtuelle et sa distance d'image d2 'doit être négative:
D2 '= - | d2' | = -dproche = -20.0cm <0
Dessinez et marquez l'image distance d2 'comme une flèche de
la lentille 2 à Img2.
Remarque:
À ce stade, vous ne pouvez pas savoir encore si Img2 a la même orientation ou inverse (inversé ou érigé?) L'orientation de Obj2≡Img1 !?
Choisissez l'un des deux choix! Si elle s'avère plus tard , vous pouvez corriger le dessin .
La figure pour l'étape 7 montre Img2 pointant vers le bas, c'est-à-dire ayant la même orientation que Obj2≡Img1, qui s'avère être le bon choix d'orientation (voir l'étape 8).




 8. Calculez la distance objet d2 de Obj2≡Img1 de lentille1:


D2 = (1 / f2 - 1 / d2) -1 = (1 / 2,50 - 1 / (- 20,0)) - 1cm = + 2,22cm> 0

Calculer le grossissement latéral de lentille 2:

M2 = -d2 '/ d2 = - ((- 20) /2,22) = + 9,00> 0, puisque d2> 0, d2' <0.

Étant donné que d2> 0, Obj2 est réel, c'est-à-dire situé sur le côté "in" de la lentille 2. Donc Obj2 est à gauche de la lentille 2. Si vous avez placé Img1≡Obj2 incorrectement par rapport à la lentille 2 (à droite de la lentille 2), à l'étape 6, corrigez-la maintenant: Img1≡Obj2 et la lentille 2 doivent être dessinées de sorte que Obj2 soit à gauche de la lentille 2.

Dessinez et marquez l'objet distance d2 comme une flèche de la lentille 2 à Img2.

Comme m2 '> 0, Img2 n'est pas inversé par rapport à Obj2: Img 2 doit avoir la même orientation que ≡Obj2Img1. Donc, si vous avez fait Img2 incorrectement (comme un

Flèche pointant vers le haut), à l'étape 7, corrigez-la maintenant: Img2 doit être dessiné comme une flèche pointant vers le bas.

9. Calculez la distance (lentille 1 - lentille 2) L:


L = d1 '+ d2 = + 9,10 cm + 2,22 cm = 11,32 cm

Dessinez L entre la lentille1 et la lentille2.

10. Indiquez la hauteur de l'objet d'origine Img1:


H1 = 0,032 cm

H1 '= m1h1 = (-d1' / d1) h1

Marquez h1 et h1 'dans le dessin.
H1 pour Obj1 et calculer la hauteur d'image h1 'pour
 
 11. Indiquez la hauteur de l'objet h2 pour Obj2. Puisque Img1 de lens1 sert d'objet pour Lens2, Obj2, voir dessin: h2 = h1 '= -0.416cm

Puis calculez la hauteur de l'image h2 'pour Img2:

h2 '= m2h2 = (-d2' / d2) h2 = - ((- 20.) / (+ 2,22) (-0,416cm) = -3,74cm

Marquez h2 et h2 'dans le dessin.
12. Calculez l'angle Θe sous-tendu à l'œil par l'image finale, Img2, en regardant à travers la lentille oculaire 2. La hauteur et la distance approximative de l'oeil (pièce), de, pour cette image finale sont données
he = | h2 '| = 3,74 cm et de = | d2 '| = 20,0 cm
Ainsi:
Θe ≈ tan (Θe) = he / de = | h2 '| / | D2 '| = 3,74 / 20 = 0,187 rad
Marquer he, de, Θe dans le dessin de microscope. Dessinez-le, de, Θe dans un dessin séparé, si nécessaire pour votre propre clarification.
 
13. Calculez l'angle Θref sous-tendu à l'œil par l'objet original, placé au point proche de l'œil, devant l'œil et vu sans microscope. La hauteur, hO et la distance de l'oeil (pièce), dproche, pour l'objet original sont données
HO = h1 = 0,032 cm et dproche = 20,0 cm

Ainsi:
Θref ≈ tan (Θref) = hO / dproche = h1 / dproche = 0,032 / 20 = 0,0016 rad

Dessinez hO, dproche, Θref dans un dessin séparé.

14. Calculez le grandissement angulaire:

MΘ = Θe / Θref = 0,187 / 0,0016 = 117.
 
 

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