Le microscope
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Niveau: Supérieur, Licence, Bac+1
LE MICROSCOPE. page 1/4 TP : LE MICROSCOPE. But du TP: Étudier les principales caractéristiques d'un microscope, à partir d'un modèle sim- plifié à deux lentilles. Mesure du pas d'un réseau plan avec un microscope réel. I : Le microscope schématique. 1°) Le montage. On schématise un microscope de la façon suivante: l'objectif est assimilé à une lentille mince convergente L1 de focale f'1 = 12,5 cm (de vergence V1 = 8 ?) , l'oculaire à une lentille mince convergente L2 de focale f'2 = 20 cm (de vergence V2 = 5 ?). Une tige fixée sur les supports lentilles permettra de rigidifier la distance O1O2 entre ces deux lentilles. On prendra O1O2 = 1m. On réalise un œil fictif à l'aide d'une lentille convergente L3 de focale f'3 = 33 cm (de ver- gence V3 = 3 ?) et d'un écran E, placé dans le plan focal image de L3. On rigidifiera l'ensemble lentille-écran à l'aide d'une tige. Quel type de vision a-t-on réalisé avec cet œil fictif ? Quel en est l'intérêt ? lanterne objet L1 L2 L3 écran (oeil fictif) Figure 1 : microscope schématique tige tige O1O2 = 1 m f'3 objectif oculaire Vous prendrez pour objet AB un quadrillage carré (ou millimétrique) éclairé par la lanterne.
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LE MICROSCOPE. page 1/4 TP : LE MICROSCOPE. But du TP: Étudier les principales caractéristiques d'un microscope, à partir d'un modèle sim- plifié à deux lentilles. Mesure du pas d'un réseau plan avec un microscope réel. I : Le microscope schématique. 1°) Le montage. On schématise un microscope de la façon suivante: l'objectif est assimilé à une lentille mince convergente L1 de focale f'1 = 12,5 cm (de vergence V1 = 8 ?) , l'oculaire à une lentille mince convergente L2 de focale f'2 = 20 cm (de vergence V2 = 5 ?). Une tige fixée sur les supports lentilles permettra de rigidifier la distance O1O2 entre ces deux lentilles. On prendra O1O2 = 1m. On réalise un œil fictif à l'aide d'une lentille convergente L3 de focale f'3 = 33 cm (de ver- gence V3 = 3 ?) et d'un écran E, placé dans le plan focal image de L3. On rigidifiera l'ensemble lentille-écran à l'aide d'une tige. Quel type de vision a-t-on réalisé avec cet œil fictif ? Quel en est l'intérêt ? lanterne objet L1 L2 L3 écran (oeil fictif) Figure 1 : microscope schématique tige tige O1O2 = 1 m f'3 objectif oculaire Vous prendrez pour objet AB un quadrillage carré (ou millimétrique) éclairé par la lanterne.
- microscope
- tige
- micromètre objectif
- convergente l1 de focale f'
- puissance intrinsèque du microscope schématique
- image intermédiaire
- lentille mince
- expression de la puissance intrinsèque
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LE MICROSCOPE. TP : LE MICROSCOPE. But du TP:Étudier les principales caractéristiques d'un microscope, à partir d'un modèle sim-plifié à deux lentilles. Mesure du pas d'un réseau plan avec un microscope réel. I : Le microscope schématique. 1°) Le montage. Onschématise un microscope de la façon suivante: l'objectifest assimilé à une lentille mince convergente Lde focalef' =12,5 cm (de vergence V= 8δ), l'oculaireà une lentille mince 111 convergente Lde focalef' =20 cm (de vergence V= 5δ). 222 Unetige fixée sur les supports lentilles permettra de rigidifier la distance OO entreces 1 2 deux lentilles. On prendra= 1mO O. 1 2 Onréalise unœil fictifde focalel'aide d'une lentille convergente L à33 cm (de ver-f' = 33 gence V= 3δ)et d'un écran E,placé dans le plan focal image de L. On rigidifiera l'ensemble 33 lentille-écran à l'aide d'une tige. Quel type de vision a-t-on réalisé avec cet œil fictif ? Quel en est l’intérêt ? Figure 1 : microscope schématique objecti oculaire(oeil fictif) écran ige ige
lanterne objetL LL f' O O= 3 1 121 m2 3 Vousprendrez pour objet AB un quadrillage carré (ou millimétrique) éclairé par la lanterne. Vousaurez à considérer les différentes images suivantes: A'B'= image de AB à travers l'objectif (image diteintermédiaire). A"B"= image de A'B' à travers l'oculaire (imagefinale). A"'B"'= image "rétinienne" de l'image finale à travers l'œil fictif. Pensez que notre cerveauinverse le sensde l’image rétinienne. 2°) Mesure de la puissance intrinsèque du microscope. ' α P = Lapuissance du microscope est donnée par la relation:, oùα' est l'angle sous lequel AB on voit l'image A"B" de l'objet AB à travers le microscope. Dans le cas d'une observation à l'infini, P est appelée lapuissance intrinsèque, notée P . i Si on veut que l'image finale soit à l'infini, où doit se trouver l'image intermédiaire ? Lacondition précédente étant réalisée, déterminez le grandissement transversal de l'objectif γ= A'B'/AB. Pour cela, vous observerez l'image intermédiaire sur un écran et vous comparerez la taille du quadrillage de cette image à celle de l'objet. Mesurez la taille du quadrillage de l'image rétinienne A"'B"' (sur l'écran E). En déduire l'an-''' ''' A B ' gleα' sous lequel on voit l'image à travers l'instrument. Vous montrerez que :tanα= . ' f 3 Calculezla puissance intrinsèque du microscope schématique (ATTENTION AUX UNITÉS !)
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LE MICROSCOPE. ' F F 1 2 P = -Montrez quei.(P )) et< 0 ? Comparez (P. Que signifie physiquement P ' 'ii mesi théo f f 1 2 ' '' αA B La puissance du microscope peut aussi s'écrire :P =⋅. D’oùP=P×. oc obj ' ' AB A B 1 Justifiez,d'après ce qui précède que la puissance de l'oculaire s'écrit aussiPoc=. ' f 2 CalculerP parcette méthode et comparez aux valeurs précédentes. i II : Mesure des objets microscopiques sur un microscope réel. Plusieursméthodes sont envisageables: nous utiliserons celle faisant appel à l'emploi d'un micromètre objectifet unmicromètre oculaire.Utilisez l'objectif marqué X40/0,25, (x40 indique le grandissement propre de l'objectif, pour un tirage du tube de 160 mm, tandis que 0,25 représente son ouverture numérique). Utilisez l'oculaire muni d'un micromètre marquéX10M. (Le nombre porté sur un oculaire indique son grossissement commercial, rapporté pour une distance minimale de vision dis-tincte, ou ponctum proximum de 0,25 m). Uneéchelle micrométrique est située dans le plan où se forme l'image intermédiaire donnée par l'objectif. Lesdivisions du micromètre oculaire sontéquidistantesleur écartement n'est pas mais connu, aussi faut-ilau préalable l'étalonner. 1°) Étalonnage du micromètre oculaire. Posezsur la platine lemicromètre objectif divisé en 1/100 mmdéplacez le tube pour et voir à la fois les divisions des deux micromètres : il est clair que celles de l'oculaire sont toujours vues, mais celles de l'objectif ne le sont qu'après mise au point convenable du microscope en-tier. Faites très attention quand vous descendez le tube sur sa crémail-lère: vérifiez que l'objectif ne touche pas le micromètre ! Parrotation de l'oculaire sur lui-même, faites coïn-N micromètreobj cider les axes des deux graduations et déterminez objectif au combien de divisions du micromètre oculaire (N)1/100 mm oc recouvrent exactement de divisions du micromètre objectif (N). obj PrenezN etN aussigrands que possible: l'un oc obj micromètre des ces deux nombres est choisi à priori; la mesure oculaire porte sur l'autre. N oc 2°) Mesure d'un objet. Remplacezle micromètre objectif par l'objet à mesurer et mettre au point. Vous utiliserez comme objet un réseau plan constitué de fentes très fines équidistantes. On appellepasdu réseau la distanceaentre deux fentes consécutives (outraits) etpé-riodedu réseau son inversen = 1/a. Utilisez la méthode décrite ci-dessous pour mesurera. Sivous observez que l'image intermédiaire, vue dans le plan du micromètre oculaire recou-vrep divisionsde ce micromètre, montrez que la dimension de l'objet est : N obj1 AB = p⋅ ⋅(mm) . N 100 oc Comparez la valeur mesurée de la période avec la valeur indiquée. page 2/4
Description d’un microscope optique.
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LE MICROSCOPE.
LE MICROSCOPE. TP : LE MICROSCOPE. FEUILLE DES RÉSULTATS.NOMS: I : Le microscope schématique. 1°) Le montage. Typede vision réalisée par l’œil fictif et intérêt : 2°) Mesure de la puissance intrinsèque. Objet utilisé et définition de AB :Taille de AB = _______ Position de l'image intermédiaire : Grandissement de l'objectif:γ= ______ Expression deα' : Puissance intrinsèque du microscope schématique (mesurée): (P )= ____ dioptries. imes Expression de la puissance intrinsèque P : i Puissance intrinsèque théorique du microscope schématique: (P )= ____ dioptries. ithéo II : Mesure des objets avec un microscope réel. 1°) Étalonnage du micromètre oculaire. Les graduations du micromètre objectif sont espacées tous les 1/100 mm. Unnombre Nde graduations du micromètre objectif, avec N= _____, obj obj recouvrentexactement Ngraduations du micromètre oculaire, avec N= _____. oc oc Ladistance entre deux traits consécutifs du micromètre oculaire est donc : d = ______ 2°) Mesure de l'objet. Réseauutilisé :______ traits par millimètre. Calculezla valeur théorique du pasa,exprimé enμm, pour le réseau utilisé: a= _____μm; théo UnnombreNde fentes du réseau recouvrent exactementpgraduations du micromètre ocu-laire. Alors,le pasadu réseau est donné par la relation : Valeurmesurée du pas du réseau utilisé :a= _______ exp
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