Vision et image/Exercices/Exercices

Exercice I

Compléter le tableau ci-dessous en :

• construisant l'image des différents objets, chacun mesurant Modèle:Unité de haut.
• donnant la position et les caractéristiques de l'image construite.

Position de l'objet	Construction	Position et caractéristiques de l'image
A l'infini		L'image est : [position] [sens] Elle se forme […]
Entre l'infini et le foyer-objet F (à une distance supérieure à 2f′)	”	”
Entre l'infini et le foyer-objet F (à une distance inférieure à 2f′)	”	”
Au foyer-objet F	”	”
Entre le foyer-objet F et le centre optique O	”	”

Exercice II

Donner les caractéristiques et la position de l'image A′B′ formée par la situation ci-dessous.

Exercice III

En utilisant et complétant le schéma ci-dessous, déterminer la distance focale puis la vergeance de la lentille utilisée.

Exercice IV

On cherche à obtenir l'image d'une bougie de Modèle:Unité de haut à l’aide d'une lentille convergeante de vergence C = 10. La bougie est placée à Modèle:Unité de la lentille.

1. À quelle distance doit placer un écran de la lentille afin d'observer l'image de la bougie ?
2. En déduire la taille de l'image $\overline{A\prime B\prime }$.

Exercice V

Marc a reçu pour son anniversaire un appareil photographique dont l’objectif, modélisé par une lentille convergeante, a une distance focale f′ = Modèle:Unité.

1. Il décide tout d'abord de photographier un objet très éloigné, considéré comme à l'infini. Quelle distance doit séparer la lentille, modélisant l'objectif, et le capteursur lequel se forme l'image ? Expliquer sans calcul.
2. Il décide ensuite de photographier sa petite sœur située à proximité de l'objectif : une mise au point est alors nécessaire.
   1. Lors de la mise au point, la lentille doit-être rapprochée ou éloignée du capteur ? Expliquer sans calcul.
   2. La distance lentille-capteur valant alors Modèle:Unité, déterminer à quelle distance sa sœur se trouve de l'objectif.
   3. L'image de sa sœur mesurant Modèle:Unité sur le capteur, déterminer la taille réelle de sa sœur.

Exercice VI : Vision d'un œil sans défaut

Un œil sans défut observe des objets éloignés.

1. Où se forment ces images ?
2. Rappeler le modèle de l'œil réduit et faire la correspondance avec l'œil réel.

Exercice VII : Prise de vues

L'objectif d'un appareil photo porte l'inscription f = Modèle:Unité.

1. Que signifie cette inscription ?
2. Quelle distance sépare la pellicule de l'objectif, modélisé par une lentille mince convergeante, lorsqu'on photographie un paysage ?
3. On souhaite maintenant photographier un visage placé à Modèle:Unité de l'objectif. Faut-il approcher ou éloigner l'objectif de la pellicule pour faire la mise au point ?
4. De quelle distance s'est déplacé l'objectif lorsque la mise au point est réalisée ?

Exercice VIII : Photographie de la tour Eiffel

Lors d'un voyage à Paris, un touriste souhaite photographier la tour Eiffel avec un appareil dont l'objectif a une distance focale f′ = Modèle:Unité.

Il se place de telle sorte que l'image de la tour occupe pratiquement toute la hauteur de la pellicule lorsqu'il tient son appareil verticalement.

Dans ces conditions, l'image mesure Modèle:Unité de hauteur.

1. L'image obtenue sur la pellicule est-elle réelle ou virtuelle ? Justifier.
2. Dans ces conditions, le grandissement est-il positif ou négatif ? Calculer sa valeur absolue sachant que la tour Eiffel mesure Modèle:Unité.
3. On fait l'hypothèse que la tour Eiffel est suffisamment éloignée de l'appareil pour qu'on puisse la considérer à l'infini. Que vaut alors la distance objectif-pellicule ?
4. Déduire des réponses aux questions 2 et 3 la distance tour-appareil et vérifier que l'hypothèse faite est légitime.

Exercice IX : Positions de la lentille ?

Une lentille convergeante donne d'un objet AB une image A′B′ renversée et deux fois plus grande que l'objet.

1. Quelle est la valeur du grandissement ?
2. L'objet AB est placé à Modèle:Unité de la lentille. En déduire la position de l'image plus la distance objet-image.
3. En appliquant la formule de conjugaison, calculer la distance focale f′ de la lentille.
4. On place maintenant l'objet à Modèle:Unité devant la lentille. En déduire la position de l'image puis la distance objet-image. Comparer à la distance précédente.
5. Calculer le nouveau grandissement.

Exercice X : Appareil photographique jetable

L'objectif d'un appareil photographique jetable est une lentille mince convergeante en plastique transparent de distance focale f′ = Modèle:Unité. La mise au point est fixe et garantit une image nette pour un objet situé à une distance de l'objectif variant de l'infini à un mètre (en photographie, une image peut être vue nette par l'œil même si elle ne se forme pas exactement sur la pellicule).

1. Calculer la distance qui sépare le plan de l'image du centre optique de la lentille quand l’objet est à Modèle:Unité de l’objectif.
2. La mise au point fixe est en réalité réalisée sur un objet placé à Modèle:Unité de l'objectif. Quelle est la distance fixe qui sépare l'objectif de la pellicule ?
3. De quelle distance se déplace l'image par rapport à cette position quand l'objet passe de l’infini à un mètre ?
4. Pourquoi n'a-t-on pas fait la mise au point fixe sur un objet à l’infini ?