Grossissement du microscope composé : la formule complète
1 · Prédire
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 ?
- 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.
2 · Configurer
- Ouvrez le préréglage du microscope et appuyez sur Réinitialiser. L'objectif a f_o = 8 cm ; l'oculaire a f_e = 25 cm.
- Activez la lecture du grossissement angulaire.
- Réglez la longueur du tube (séparation objectif-oculaire) pour chaque essai et enregistrez le grossissement résultant.
3 · Collecter les Données
| Longueur du tube L (cm) | Grossissement angulaire M |
|---|---|
| 50.00 | |
| 70.00 | |
| 90.00 |
Tracez M (axe y) par rapport à la longueur du tube L (axe x) pour vos trois essais. La droite passe-t-elle directement par l’origine ?
4 · Analyser
- 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).
5 · Approfondir
- 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.
La physique derrière cette expérience
Grossissement du microscope composé
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.