Optique

Microscope composé (angulaire)

Un objectif à courte focale et un oculaire se multiplient pour un fort grossissement angulaire de petits objets proches.

Microscope composé (angulaire) — simulation interactive de Optique. Un objectif à courte focale et un oculaire se multiplient pour un fort grossissement angulaire de petits objets proches. Laboratoire virtuel de physique gratuit dans le navigateur, avec mesures SI en direct et tutoriel guidé.

Optique du microscope composé

Un objectif à courte distance focale et un oculaire se combinent pour donner un grand grossissement angulaire d'objets petits et proches.

L'objectif crée une image réelle agrandie juste à l'intérieur du foyer de l'oculaire  ; l'oculaire agit alors comme une loupe sur cette image. Le grandissement angulaire total est approximativement le produit du grandissement transversal de l'objectif et de la puissance de l'oculaire — généralement des centaines de fois en travail biologique.

• Grossissement du microscope M = −f₁/f₂
• Système de deux lentilles

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

Le grossissement angulaire total d'un microscope composé dépend de la longueur du tube (distance entre l'objectif et l'oculaire), et pas seulement de leurs distances focales individuelles. Une longueur de tube plus longue augmente-t-elle le grossissement global ?

Des pronostics à peser

• Non, la longueur du tube n'affecte pas le grossissement global, seules les distances focales individuelles des objectifs le font.
• Seule la distance focale de l'oculaire compte, pas la longueur du tube.
• Oui  : une longueur de tube plus longue augmente le grossissement de l'image de l'objectif, qui se multiplie dans le grossissement global du système.

Rôles variables

Ce que vous définissez  :

• Longueur du tube L (cm)

Ce que vous mesurez  :

• Grossissement angulaire M

Comment se déroule l'enquête

1. Ouvrez le préréglage du microscope et appuyez sur Réinitialiser. L'objectif a f_o = 8 cm  ; l'oculaire a f_e = 25 cm.
2. Activez la lecture du grossissement angulaire.
3. Réglez la longueur du tube (séparation objectif-oculaire) pour chaque essai et enregistrez le grossissement résultant.

Équation gouvernante

Grossissement du microscope composé — M = −(L/f_o)(N/f_e)

Le grossissement angulaire total d'un microscope composé est M = −(L/f_o)(N/f_e)  : le grossissement de l'objectif sur la longueur du tube L, multiplié par le facteur de grossissement simple de l'oculaire en utilisant le point proche standard N = 25 cm.

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

• Pour un essai, calculez M = −(L/f_o)·(N/f_e) en utilisant f_o = 8 cm, f_e = 25 cm, N = 25 cm (point proche standard). Comparez avec le tableau.
• Expliquez pourquoi cette formule combine à la fois un facteur de grossissement « latéral » (L/f_o, issu de l'imagerie de l'objectif sur la longueur du tube) et un facteur de grossissement « angulaire » (N/f_e, venant de l'oculaire agissant comme une simple loupe sur cette image intermédiaire).

Où cela apparaît au-delà du laboratoire

• Comparez la formule de cette expérience à la formule M = N/f de l’expérience à simple loupe. Expliquez pourquoi le facteur supplémentaire L/f_o du microscope représente l'étape de « pré-grossissement » apportée par l'objectif avant même que l'oculaire ne soit impliqué.
• Les vrais microscopes étaient historiquement standardisés sur des longueurs de tube spécifiques (comme 160 mm) afin que les objectifs et les oculaires de différents fabricants puissent être mélangés et assortis de manière prévisible. Expliquez pourquoi la normalisation de L (aux côtés de f_o et f_e) est importante pour les pièces de microscope interchangeables.

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

1. Bienvenue dans le microscope
2. Sélectionnez la lentille objetif
3. Appuyez sur Lecture
4. Grossissement en deux étapes
5. Ouvrez l'Inspecteur
6. 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