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Je dois savoir

Les lentilles

Une lentille est un milieu transparent limité par deux surfaces dont l'une au moins n'est pas plane. On peut les classer en deux catégories :

Lentilles convergentes

Bords minces
Fait converger les rayons lumineux

Effet de "loupe" à proximité d'un objet

lentille convergente

Lentilles divergentes

Bords épais
Fait diverger les rayons lumineux
Rétrécit la taille d'un objet à proximité de ce dernier

lentille divergente

Lentilles convergentes

Foyer d'une lentille

Lorsqu'une lentille convergente est placée face au Soleil les rayons de lumière qui touchent la lentille sont concentrés en un point : le foyer.


Le foyer d'une lentille se trouve à une distance de son centre optique appelée distance focale. Cette distance caractérise la lentille.

lentille au soleil foyer

Modélisation d'une lentille

Afin de modéliser une lentille convergente (représentée par une double flèche) on indiquera :

  • Axe optique
  • Centre optique O
  • Foyers objet F
  • Foyer image F'
modèle lentille convergente

Obtention d'une image

Image réelle

A l'aide d'une lentille convergente on peut projeter l'image d'un objet sur un écran. On parle d'image réelle.

Pour cela il faut que l'objet se trouve à une distance de la lentille supérieur à la distance focale.

condition de formation d'une image réelle

Construction graphique

Des rayons particuliers

Certains rayons sont particuliers. Ils permettent de déterminer la position d'une image.

Celui qui passe par le centre optique de la lentille n'est pas dévié.

rayon passant par le centre optique de la lentille

Celui qui passe par le foyer objet sort le lentille parallèle à l'axe optique.

rayon issu du foyer objet

Celui qui arrive parallèlement à l'axe optique passe par le foyer image

rayon arrivant parallèle à l'axe optique

Construction de l'image

Afin de trouver la position et la taille de l'image, on utilise deux des trois rayons particuliers.

construction graphique d'une image

Grandissement

Le grandissement est le rapport entre la taille de l'image et celle de l'objet. Si il est supérieur à 1 l'image est agrandie.

\boxed{\Large {\gamma=\frac{A'B'}{AB}=\frac{OA'}{OA}}}

L'œil

Pour simplifier le fonctionnement "géométrique" de l'œil on peut en modéliser les principaux éléments qui le constituent :

  • Iris qui limite la quantité de lumière modélisé par un diaphragme
  • Cristallin qui concentre les rayons modélisé par une lentille convergente
  • Rétine sur laquelle se forment les images modélisé par l'écran
modèle simplifié de l'œil

Objectifs du programme

  • Caractériser les foyers d’une lentille mince convergente à l’aide du modèle du rayon lumineux.
  • Utiliser le modèle du rayon lumineux pour déterminer graphiquement la position, la taille et le sens de l’image réelle d’un objet plan réel donnée par une lentille mince convergente.
  • Définir et déterminer géométriquement un grandissement.
  • Modéliser l’œil.
  • Produire et caractériser l’image réelle d’un objet plan réel formée par une lentille mince convergente.
  • Capacité mathématique : utiliser le théorème de Thalès.

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