L'objectif d'un appareil photo

Exercice d'entraînement · niveau 3 (difficile) · physique (seconde), chapitre 5 — Signaux Lumineux · Lentille convergente, image et modèle de l'œil

Énoncé

L'objectif d'un appareil photo est assimilé à une lentille mince convergente de distance focale $f^{'} = 40 mm$ . On photographie un arbre de hauteur $A B = 4, 0 m$ ; l'image nette se forme sur le capteur avec un grandissement $γ = - 0, 010$ .<br> 1. Exprimer la distance focale $f^{'}$ en mètres, puis en centimètres.<br> 2. Calculer la hauteur $A^{'} B^{'}$ de l'image sur le capteur. Commenter son signe et sa taille.<br> 3. L'image formée sur le capteur est-elle réelle ou virtuelle ?<br> 4. Comparer la façon dont cet appareil fait sa mise au point à celle dont l'œil s'y prend.

Corrigé

1. Conversions. $f^{'} = 40 mm = 0, 040 m = 4, 0 cm .$

2. Hauteur de l'image. $A^{'} B^{'} = γ \times A B = - 0, 010 \times 4, 0 = - 0, 040 m = - 4, 0 cm .$ Le signe négatif traduit une image renversée. Comme $∣ γ ∣ = 0, 010 ≪ 1$ , l'image est très fortement réduite : c'est ce qui permet à un arbre de quatre mètres de tenir sur un capteur de quelques centimètres.

3. Nature de l'image. Elle se forme sur le capteur, qui joue le rôle d'écran : elle est donc réelle. Une image virtuelle ne pourrait pas impressionner le capteur.

4. Deux mises au point différentes. L'appareil photo déplace son objectif : sa distance focale $f^{'}$ reste fixe et c'est la distance objectif-capteur qui varie. L'œil, lui, ne peut pas bouger sa rétine : la distance cristallin-rétine est fixe, et c'est le cristallin qui se déforme pour changer sa distance focale. Ce mécanisme s'appelle l'accommodation.

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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.