Principe de fonctionnement du rétroprojecteur

Travaux
pratiques n°9
Objectifs :
Principe de fonctionnement du rétroprojecteur


Première S
Physique
comprendre le principe de fonctionnement du rétroprojecteur en étudiant le rôle de chacun de ses
éléments constitutifs ;
modéliser un rétroprojecteur sur un banc d’optique.
A. Questions préliminaires.
En observant un rétroprojecteur, répondre aux questions suivantes :
1. À quoi sert un rétroprojecteur ?
2. Qu’est ce qui joue le rôle d’objet ?
3. De quoi est constitué le système optique de cet appareil ?
4. Comment obtient-on une image nette sur un écran ?
B. Comment se forme l’image ?
B.1.
Rôle de la lentille convergente.
 Déterminer, par une méthode simple, la distance focale de la lentille.
 On supprime le miroir du rétroprojecteur et on forme l’image nette du document, au plafond, en déplaçant la
lentille ; cette opération s’appelle faire la mise au point.
 Mesurer la distance objet lentille : O .
 Mesurer la distance image lentille : O .
 Vérifier la valeur de la distance focale trouvée précédemment.
 Construire l’image ’B’ formée par la lentille au plafond de B.
 Comparer le sens de ’B’ et de B.
B.2.
Rôle du miroir.
 Replacer le miroir et l’incliner { 45°environ autour de son axe horizontal.
 Déterminer la position de l’image en déplaçant le rétroprojecteur.
 Mesurer alors :
 la distance L entre le centre du miroir et l’image ;
 la distance h entre le centre du miroir et le lentille.
 Montrer qu’avec ces mesures on peut retrouver : O .
 Sur le schéma de la partie précédente dessiner le miroir incliné à 45°.
 Construire l’image ’’B’’ de B donnée par le rétroprojecteur.
 Comparer le sens de l’image ’’B’’ de l’objet B. Expliquer.
C. Modélisation expérimentale.
C.1.
Modélisation du rétroprojecteur sur un banc d’optique.
 Placer sur le banc d’optique la lentille de 10 dioptries.
 Placer l’objet { 12,5 cm de la lentille, rechercher l’image nette. Relever la distance lentille image. L’image estelle droite ou renversée ?
 Placer un miroir plan à 10 cm de la lentille et l’incliné { 45° et rechercher sur un écran l’image nette. Relever
la distance écran miroir correspondante. L’image est-elle droite ou renversée ?
 Trouver une relation entre toutes ces distances.
C.2.
Étude du grandissement du rétroprojecteur.




Que faut-il modifier pour obtenir une image plus grande ?
Vérifier votre hypothèse en réalisant plusieurs mesures.
Que se passe-t-il si on change l’inclinaison du miroir ?
Déterminer les réglages à effectuer de façon à obtenir une image deux fois plus grande que l’objet. Vérifier vos
mesures par une détermination analytique.
Partie D – Physique – Optique – TP n°9 – Page n°1
Schéma de principe de fonctionnement d’un rétroprojecteur
Lentille (L)
AB
Objet
Plafond
(O ; f’)
’B’
Image intermédiraire
(Objet virtuel pour le miroir)
Miroir (M)
plan incliné à 45°
’’B’’
Image finale
B’
A’
Écran
B’’
F’
M
’’
O
Trajet d’un rayon quelconque
F
B
A
Partie D – Physique – Optique – TP n°9 – Page n°2
C.2.
Étude du grandissement du rétroprojecteur.
 Que faut-il modifier pour obtenir une image plus grande ? Il faut rapprocher l’objet de la lentille. Dans ce cas
l’image s’éloigne de la lentille tout en s’aggrandissant.
 Vérifier votre hypothèse en réalisant plusieurs mesures.
 Que se passe-t-il si on change l’inclinaison du miroir ? L’image se déforme.
 Déterminer les réglages à effectuer de façon à obtenir une image deux fois plus grande que l’objet. Vérifier vos
mesures par une détermination analytique.
D’après la relation du grandissement, on a :
la relation de conjugaison :
On a donc :
; soit :
et :
v ; soit :
. Insérons cette relation dans
; d’où :
.
Partie D – Physique – Optique – TP n°9 – Page n°3
; donc :
.