Formule des instruments optiques Yeux Lunettes Jumelles

Exemples de questions et de formules concernant les instruments d'optique, les yeux, les lunettes et les jumelles.

Tuer

1. L'œil est un des instruments optiques naturels. Lors de la vision, une image se forme...

1. Vrai, droit, directement sur la rétine
2. Vrai, inversé, directement sur la rétine
3. Virtuel, vertical, directement sur la rétine
4. Maya, à l'envers, en plein sur la rétine

Discussion
La distance minimale de mise au point d'un œil normal est de 25 cm. Le diamètre de l'œil humain étant inférieur à 25 cm, la distance focale du cristallin l'est également. Par conséquent, la distance de l'objet (s) doit être supérieure à la distance focale (f) du cristallin.

Le système cristallinien de l'œil est une lentille convexe. Par conséquent, l'image formée par ce système lors de la vision possède les mêmes propriétés que celle formée par une lentille convexe. Les caractéristiques de l'image formée par le système cristallinien de l'œil lorsque la distance objet (s) est supérieure à la distance focale (f) sont les suivantes :
– Réel ou vrai
- À l'envers
– Réduit
– Directement sur la rétine

L'image doit être positionnée avec précision sur la rétine car celle-ci convertit les ondes lumineuses en signaux électriques transmis au cerveau. Même si l'image est inversée, le cerveau humain la redresse, de sorte que les objets vus par l'œil apparaissent droits.

La bonne réponse est B.

Lunettes

2. Une personne a une vision périphérique proche de 16 cm et une vision périphérique éloignée de 80 cm. Si elle porte des lunettes, elle peut voir clairement des objets très éloignés. Avec ces lunettes, la distance de l'objet le plus proche qu'elle peut voir clairement est de…

1. 13 1/3 cm
2. 20 cm
3. 36 cm
4. 48 1/3 cm

Discussion
Il est connu que :
Le point le plus éloigné de cette personne n'est que de 80 cm, on peut donc conclure que cette personne est hypermétrope.
La myopie est due à une courbure anormale du cristallin, qui réduit la distance focale de l'œil. De ce fait, les rayons lumineux provenant d'objets situés à l'infini (le point le plus éloigné) convergent en avant de la rétine au lieu de converger sur celle-ci.
Demandé: La distance de l'objet le plus proche que l'on peut voir clairement avec des lunettes
Répondre :
Le point le plus éloigné de la personne se situe à 80 cm. Les verres de lunettes devraient former une image à 80 cm devant elle. L'image se trouvant entre l'œil et les verres, elle est virtuelle et droite. La distance de l'image (s') est donc de -80 cm.
Si une personne porte des lunettes, elle peut voir clairement des objets très éloignés. Donc la distance de l'objet (s) = le point le plus éloigné de l'œil normal = l'infini = ~.

Longueur focale de l'oculaire :
1/f = 1/s + 1/s'
1/f = 1/~ + (- 1/80)
1/f = 0 – 1/80
1/f = – 1/80
f = – 80 / 1
f = – 80 cm
Une distance focale négative signifie que le verre de lunettes utilisé est un verre concave ou un verre divergent.

Si la personne utilise les mêmes verres de lunettes, quelle est la distance de l'objet le plus proche qu'elle peut voir clairement ? La distance focale des verres (f) est de -80 cm. Pour que l'image soit virtuelle et de signe négatif, elle doit se former à 16 cm de l'œil. La distance de l'image (s') est donc de -16 cm.
1/s = 1/f – 1/s' = -1/80 – (-1/16) = -1/80 + 1/16 = -1/80 + 5/80 = 4/80
s = 80/4 = 20 cm.
L'objet le plus proche qu'il peut voir clairement se trouve à 20 cm.
La bonne réponse est B.

3. Les lunettes sont un outil qui vous aide à voir clairement. Vous voyez souvent vos amis porter des lunettes. Comment les rayons lumineux traversent-ils les verres qu'ils portent ?

Discussion

D'après l'image, la lentille de lunettes utilisée est une lentille concave. Le trajet du faisceau lumineux incident réfracté par la lentille concave est celui de la réponse B.

4. Observez l'image suivante illustrant le trajet de la lumière à travers l'œil avant et après le port de lunettes. D'après cette image, on peut conclure que…
Discussion
Hypermétropie
Lentille convergente = lentille convexe = lentille positive
La bonne réponse est B.

Jumelles

5. Grossissement d'un jumelles dont la longueur est de 10 cm est de 3. La distance focale de l'objectif et la distance focale de l'oculaire sont respectivement….

1. 5 cm et 5 cm
2. 7,5 cm et 2,5 cm
3. 2,5 cm et 7,5 cm
4. 4 cm et 6 cm

Discussion
Il est connu que :
Grossissement binoculaire (M) = 3
Longueur du télescope (l) = 10 cm
Demandé: Distance focale de l'objectif et distance focale de l'oculaire
Répondre :
La formule pour la longueur du télescope (l) lorsque l'œil est en accommodation minimale :
l = f_ob +f_ok
10 cm = f_ob +f_ok  - Équation 1

La formule du grossissement des jumelles (M) lorsque l'œil est en accommodation minimale :
M = f_ob / F_ok
3 = f_ob / F_ok
f_ob = 3 f_ok - Équation 2

Remplacer f_ob Pada équation 1 avec f_ok Pada équation 2 :
10 cm = f_ob +f_ok 
10 cm = 3 f_ok +f_ok 
10 cm = 4 f_ok
f_ok = 10 cm / 4
f_ok = 2,5cm
Distance focale de la lentille oculaire = 2,5 cm
Distance focale de l'objectif = 3 f_ok = 3 (2,5 cm) = 7,5 cm

La distance focale de l'objectif et la distance focale de l'oculaire sont respectivement de 7,5 cm et 2,5 cm.
La bonne réponse est B.

Source de la question :

Questions OSN de physique pour le collège