Optique

Agrandisseur à deux lentilles

Deux lentilles convergentes en série projettent une image réelle agrandie — le grossissement total est le produit des étapes.

Agrandisseur à deux lentilles — simulation interactive de Optique. Deux lentilles convergentes en série projettent une image réelle agrandie — le grossissement total est le produit des étapes. Laboratoire virtuel de physique gratuit dans le navigateur, avec mesures SI en direct et tutoriel guidé.

Ampliador de deux lentilles

Deux lentilles convergentes en série projettent une image réelle agrandie — le grossissement global est le produit des étages.

Un empilement similaire de lentilles convergentes, mais agencé pour projeter une image réelle agrandie sur un écran ou une pellicule. Chaque étage apporte un grandissement qui se multiplie tout au long de la chaîne — utilisé dans les agrandisseurs photographiques et certains systèmes de projection.

Image réelle, agrandie
M = produit des étapes

Mémoire d'enquête

Planifiez la question avant d'ouvrir le laboratoire

Le brief reprend la page pré-rendue  : question directrice, prédictions concurrentes, rôles des variables, lois directrices, préparation et consignes d’analyse et de prolongement restent visibles et dans cet ordre.

Question de conduite

Contrairement à l'image finale virtuelle typique d'un microscope composé, un agrandisseur photographique doit projeter une VRAIE image agrandie sur du papier photo. Deux lentilles convergentes en séquence peuvent-elles quand même produire une image finale réelle (et non virtuelle) ?

Des pronostics à peser

Non, l'enchaînement de deux objectifs produit toujours une image finale virtuelle.
Cela dépend uniquement de la distance de l'objet et non de la disposition des lentilles.
Oui, avec l'espacement et les distances focales appropriés, l'image finale de la chaîne à deux lentilles apparaît comme réelle, prête à être projetée sur une surface.

Rôles variables

Ce que vous définissez  :

Distance de l'objet par rapport à L1 (cm)

Ce que vous mesurez  :

Distance image de L1 (cm)
Grossissement du système M

Comment se déroule l'enquête

Ouvrez le préréglage de l’agrandisseur composé et appuyez sur Réinitialiser. L1 a f = 8 cm  ; L2 a f = 12 cm, séparé par 34 cm.
Activez les lectures de distance d'image et de grossissement du système de L1.
Réglez la distance de l’objet par rapport à L1 pour chaque essai et enregistrez la distance de l’image de L1 ainsi que le grossissement global du système.

Équation gouvernante

Grossissement d'agrandisseur en deux étapes — M = m₁·m₂·…

Comme toute chaîne de lentilles composées, le grossissement du système de l'agrandisseur est le produit des grossissements individuels de ses deux lentilles  : M = m₁ × m₂. Un choix minutieux des distances focales et de l'espacement garantit que l'image finale atterrit réelle (et non virtuelle), prête à être projetée.

Ce que la feuille de travail imprimable demande aux élèves de résoudre

Pour un essai, calculez la distance d'image de L1 d_i1 à partir de 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 8 cm), puis la distance d'objet de L2 d_o2 = 34 − d_i1, puis sa distance d'image d_i2 à partir de 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 12 cm). Enfin M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Comparez M au tableau.
La distance d'objet par défaut de ce préréglage (16 cm, point 2f de L1) donne M = 2 avec une VRAIE image finale. Expliquez pourquoi il est important de vérifier le signe de d_i2 (positif = réel) pour savoir si ce système peut réellement projeter sur du papier photo.

Où cela apparaît au-delà du laboratoire

Pour qu'un agrandisseur fonctionne, son image finale doit atterrir à une distance positive (réelle) au-delà de L2, à la hauteur exacte où se trouve le papier photo. Expliquez pourquoi la conception d'un agrandisseur doit soigneusement contrôler les distances focales et l'espacement des deux objectifs pour garantir cela.
Comparez le M = 2 par défaut de cette expérience (image finale réelle) au M = 1 du relais composé et au M = 4 du microscope composé (généralement vu comme virtuel à travers un oculaire). Expliquez pourquoi le MÊME calcul en chaîne à deux lentilles (produit des grossissements) peut produire des résultats pratiques si différents en fonction des distances focales spécifiques et de l'espacement choisis.

AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
General High School Physics — Light & optics
NGSS High School Physics — Wave properties

Bienvenue dans l'agrandisseur composé
Sélectionnez le objet
Appuyez sur Lecture
Image intermédiaire agrandie
Ouvrez l'Inspecteur
Bravo !

Ouvrez la simulation interactive pour construire la scène, appuyez sur Lecture et explorez avec des mesures en direct et un tutoriel guidé.

Ouvrir le laboratoire interactif →

Télécharger la fiche de laboratoire →

Équation des lentilles minces