2 Exemples de questions sur les instruments optiques des appareils photo
1. Un appareil photo argentique mono-objectif a une distance focale de 10 cm. Initialement, l'appareil est réglé pour photographier un objet à l'infini. Si l'on souhaite l'utiliser pour photographier un objet situé à 5 mètres, calculer :
(a) La distance entre le film et l'objectif lorsque l'appareil photo est réglé pour photographier un objet à l'infini,
(b) La distance entre le film et l'objectif lorsque l'appareil photo est réglé pour photographier un objet situé à 100 mètres,
(c) Modifiez la position de l'objectif, de la mise au point à l'infini à la mise au point à 100 mètres. L'objectif est-il éloigné ou rapproché du film ?
Discussion
Il est connu que :
Distance focale de l'objectif (f) = 10 cm = 100 mm
Répondre :
(a) La distance entre le film et l'objectif lorsque l'appareil photo est réglé pour photographier un objet à l'infini.
Distance entre l'objectif et le film = distance image (s')
Un objet infiniment éloigné signifie que la distance de l'objet (des objets) est infinie.
Lorsque l'appareil photo est réglé pour photographier un objet, la distance entre l'objectif et la pellicule est ajustée de manière à ce que le faisceau lumineux provenant de l'objet soit focalisé par l'objectif pour former une image précise sur la pellicule.
Concernant les lentilles convexes, il a été expliqué que si distance objet (s) = infini alors jarak ombre (s') = distance focale (f) de l'objectif.
Distance entre l'objectif et le film = distance de l'image (s') = distance focale (f) de l'objectif = 100 millimètres.
(b) La distance entre le film et l'objectif lorsque l'appareil photo est réglé pour photographier un objet situé à 5 mètres.
Distance de l'objet (s) = 5 m = 5000 mm
Distance focale de l'objectif (f) = 100 mm
La distance entre le film et l'objectif = la distance de l'image, calculée à l'aide de la formule des lentilles convexes car l'objectif de l'appareil photo est une lentille convexe :
1/s' = 1/f – 1/s = 1/100 – 1/5000 = 50/5000 – 1/5000 = 49/5000
s' = 5000/49 = 102 millimètres
(c) Changement de la position de l'objectif du réglage à l'infini au réglage à 100 mètres
Lorsqu'on photographie un objet à l'infini, la distance entre l'objectif et le film est de 100 millimètres. Lorsqu'on photographie un objet situé à 5 mètres, cette distance est de 102 millimètres. La différence de distance entre l'objectif et le film est donc de 102 mm – 100 mm = 2 mm.
L'objectif est-il éloigné ou rapproché du film ? Il est éloigné du film car, à l'infini, la distance entre l'objectif et le film est égale à la distance focale de l'objectif. Si l'objectif est rapproché du film, la distance entre eux est inférieure à 100 mm.
2. Deux lentilles convexes, de focales respectives 40 mm et 20 mm, sont utilisées dans un appareil photo argentique pour photographier un objet situé à 10 mètres. Déterminer :
a) Déterminez la distance entre le film et l'objectif de focale 40 mm lorsque l'appareil est réglé pour photographier l'objet. Calculez également le grossissement linéaire.
b) Déterminez la distance entre le film et l'objectif de focale 20 mm lorsque l'appareil est réglé pour photographier l'objet. Calculez également le grossissement linéaire.
Discussion
Il est connu que :
La distance focale d'une lentille convexe est de 1 (f1) = 40 XNUMX millimètres
La distance focale d'une lentille convexe est de 2 (f2) = 20 XNUMX millimètres
Distance de l'objet (s) = 10 m = 10.000 mm
Répondre :
(a) La distance entre le film et l'objectif de focale 40 mm lorsque l'appareil est réglé pour photographier un objet
La distance entre le film et l'objectif = la distance image (s'), calculée à l'aide de la formule des lentilles convexes car l'objectif de l'appareil photo est une lentille convexe :
1/s' = 1/f – 1/s = 1/40 – 1/10.000 = 250/10.000 – 1/10.000 = 249/10.000
s' = 10 000/249 = 40,2 mm
Grossissement linéaire (m) :
m = s'/s = 40,2/10 000 = 0,004 fois
(b) La distance entre le film et l'objectif de focale 20 mm lorsque l'appareil est réglé pour photographier un objet
La distance entre le film et l'objectif = la distance image (s'), calculée à l'aide de la formule des lentilles convexes car l'objectif de l'appareil photo est une lentille convexe :
1/s' = 1/f – 1/s = 1/20 – 1/10.000 = 500/10.000 – 1/10.000 = 499/10.000
s' = 10 000/499 = 20,0 mm
Grossissement linéaire (m) :
m = 20,0/10 000 = 0,002 fois
Comparez le grossissement linéaire de ce calcul avec le précédent. Ces deux grossissements linéaires permettent de conclure que le grossissement linéaire augmente avec la distance focale de l'objectif. Par conséquent, lors du choix d'un objectif, il est important de tenir compte de sa distance focale. Pour photographier des objets éloignés, il est préférable d'utiliser un objectif à longue focale afin d'agrandir l'image capturée et enregistrée sur la pellicule.
Si l'on photographie un objet éloigné avec un appareil photo équipé d'un zoom, on agrandit l'image en changeant d'objectif et en utilisant un objectif à focale plus longue. Ce changement d'objectif est possible car un zoom est composé de plusieurs lentilles de focales différentes.
Pour photographier des objets éloignés avec un appareil photo mono-objectif, il est préférable d'utiliser un objectif à longue focale. Cet objectif a une forme plus plate.
