Un miroir convexe : toujours une image virtuelle réduite
1 · Prédire
Un miroir convexe (bombé vers l’extérieur) a par convention une distance focale négative, de la même manière qu’une lentille divergente. Forme-t-il parfois une image réelle et agrandie ?
- Il peut former une image réelle si l'objet est suffisamment proche.
- Non, comme une lentille divergente, un miroir convexe forme toujours une image virtuelle réduite et verticale, quelle que soit la distance de l'objet.
- Il forme toujours une image agrandie.
2 · Configurer
- Ouvrez le préréglage virtuel convexe et appuyez sur Réinitialiser. La distance focale du miroir est fixée à −15 cm.
- Activez les lectures de distance et de grossissement de l’image.
- Réglez la distance de l’objet pour chaque essai et enregistrez la distance et le grossissement de l’image.
3 · Collecter les données
| Distance objet d_o (cm) | Distance image d_i (cm) | Grossissement m |
|---|---|---|
| 30.00 | ||
| 60.00 | ||
| 90.00 |
Le grossissement m dépasse-t-il parfois 1 ?
4 · Analyser
- Pour un essai, calculez d_i à partir de 1/f = 1/d_o + 1/d_i en utilisant f = −15 cm, puis m = −d_i/d_o. Comparez les deux au tableau.
- Expliquez pourquoi la distance focale négative d'un miroir convexe garantit une image virtuelle réduite à chaque distance de l'objet – reflétant exactement (jeu de mots) le comportement de l'expérience à lentille divergente.
5 · Approfondir
- Les miroirs convexes sont utilisés pour les miroirs de sécurité des magasins et les rétroviseurs des voitures côté passager (« les objets dans le miroir sont plus proches qu'ils ne le paraissent ») précisément parce qu'ils affichent un large champ de vision avec une taille réduite. Expliquez, à l'aide de vos données de grossissement, pourquoi cette mention sur les rétroviseurs de voiture est nécessaire.
- Comparez les valeurs de grossissement de cette expérience à celles de l'expérience concave-réelle, à des distances d'objet similaires. Expliquez pourquoi l'image réduite d'un miroir convexe est fondamentalement différente de celle agrandie (ou inversée) d'un miroir concave.
La physique derrière cette expérience
Imagerie à miroir convexe
Un miroir convexe (divergent) a par convention une distance focale négative. La substitution de f < 0 dans l'équation du miroir produit toujours une image virtuelle avec 0 < m < 1, exactement comme une lentille divergente.
Optique
- Objectif convergent : images réelles au-delà de 2f
- Le point focal : là où les images s’échappent vers l’infini
- Une lentille comme loupe
- Une lentille divergente : toujours virtuelle, toujours réduite
- Un miroir concave : des images réelles comme une lentille convergente
- Le miroir plan : un cas particulier et invariant
- Profondeur apparente : pourquoi une piscine semble moins profonde qu'elle ne l'est
- Réflexion interne totale : l'angle critique
- Un relais à deux objectifs : enchaîner les images
- Le microscope composé : deux lentilles pour un grossissement élevé
- Un agrandisseur photographique : deux objectifs pour une image réelle et plus grande
- Un prisme courbe la lumière : angle de déviation
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