Le microscope optique énoncé

Q1

a) Les détails de l'ordre du millimètre sont discernables à l’œil nu. Les cellules d'épiderme d'oignon ont une dimension de l’ordre de quelques dizaines de micromètres :

Les cellules d’épiderme d’oignon ne sont pas discernables à l’œil nu.

b) Schéma du microscope :

c) L’image intermédiaire n’est autre que A₁B₁.

A₁B₁ est l’image de AB par l’objectif.

A₁B₁ est l’objet de A₂B₂ ( image définitive ) par l’oculaire.

Q2

a) Justifier à partir d'une relation de conjugaison, le fait que l'image intermédiaire se forme nécessairement

au niveau du foyer objet de l'oculaire.

A₂B₂ est rejeté sans ménagement à l’infini. La position de A₁ est donnée par la relation de conjugaison :

A₁ est confondu avec F₂, A₁B₁ est dans le plan focal objet de l’oculaire.

b) Pour voir la correction vidéo clique ici.

A₁B₁ étant dans le plan focal objet de l’oculaire, son image A₂B₂ est rejetée à l’infini. L’œil la voit sans accommodation (sans effort).

Q3

a) Construction de l’objet AB. Pour voir la correction vidéo clique ici.

B

A

b) Calcul du grandissement de l’objectif.

Sur le graphique on mesure les valeurs algébriques suivantes :

Q4

a) L’abus de langage est le suivant : les malheureux confondent « grandissement de l’oculaire » avec grossissement.

Le grandissement est un rapport de distance, alors que le grossissement est un rapport d’angle (de diamètre apparent).

b) Données :

cellules d'épiderme d'oignon dimension 80 µm.

Grossissement du microscope modélisé G = a’ / a = 25.

 : diamètre apparent de l'objet observé à l’œil nu, à 25 cm de cet objet ;

 : diamètre apparent de l'image définitive (A₂B₂) formée à l'infini.

Dans le cas d'une cellule d'épiderme d'oignon, a = 3,2 x 10^-4 rad.

c) Objet aisément discernables à l’œil nu : diamètre apparent supérieur ou égal à 4 x 10^-3 rad.

Le microscope modélisé permet d'observer une cellule d'épiderme d'oignon. En effet la cellule est observée avec un angle

= 8x10^-3 rad > 4 x 10^-3 rad.