Lentilles Convergentes - Physique 10e classe

Lentilles Convergentes

• Deux types de lentilles: convergentes et divergentes
• Une lentille convergente focalise la lumière
• Un rayon passant par le centre optique ne se dévie pas
• Un rayon parallèle à l'axe optique, après traversée focalise en passant par le foyer image
• Le foyer objet (F) et le foyer image (F') sont symétriques par rapport au centre optique (O)
• La distance focale (f') est la distance entre le centre optique (O) et un foyer (F ou F')

Caractéristiques des Lentilles Convergentes

• Un rayon lumineux passant par le centre optique de la lentille ne subit aucune déviation
• Un rayon lumineux passant par le foyer objet (F), émerge parallèlement à l'axe optique
• Un rayon lumineux parallèle à l'axe optique, après traversée de la lentille, passe par le foyer image (F')

Vocabulaire

• Lentille convergente: Une lentille qui focalise la lumière
• Axe principal optique
• Centre optique (O): Point au centre de la lentille
• Foyer objet (F): Point où les rayons parallèles à l'axe optique convergent avant de traverser la lentille
• Foyer image (F'): Point où les rayons parallèles à l'axe optique convergent après avoir traversé la lentille
• Distance focale (f'): Distance entre le centre optique et le foyer
• La distance focale est positive pour une lentille convergente
• L'image est réelle et inversée lorsque l'objet est hors du foyer et dans le cas général
• L'image est virtuelle et à l'endroit lorsque l'objet est entre le foyer et le centre optique

Tracé de l'image d'un objet

• Pour tracer l'image, on trace trois rayons caractéristiques issus de chaque point de l'objet.

• Rayon passant par le centre optique (O)

• Rayon passant par le foyer objet (F)

• Rayon parallèle à l'axe optique, passant par le foyer image (F')

• Les points de rencontre des rayons tracés déterminent la position de l'image

• L'image est réelle si les rayons convergents se rencontrent, et inversée

• L'image est virtuelle si les rayons divergents semblent provenir d'un point qui se trouve du même côté que l'objet, et à l'endroit dans ce cas

• Objet placé derrière le foyer principal image = image réelle et inversée

• Objet placé entre le centre optique et le foyer principal objet = image virtuelle et droite

Vergence (C)

• La vergence est une mesure de la capacité d'une lentille à dévier la lumière
• Elle est inversement proportionnelle à la distance focale (f')

Grandissement (y)

• Le grandissement permet de déterminer la taille de l'image par rapport à l'objet
• La relation mathématique est : OA'/OA = AB'/AB, où OA et OA' sont les distances objet et image, et AB et A'B' sont les hauteurs de l'objet et de l'image respectives

Relation de conjugaison

• La relation permet de déterminer la position de l'image d'un point à l'aide de la distance focale : 1/OA + 1/OA' = 1/f'