DiapoLentilles

LES LENTILLES MINCES
I - OPTIQUE GEOMETRIQUE
II - LES LENTILLES
III – LENTILLES CONVERGENTES
IV – LENTILLES DIVERGENTES
LES LENTILLES MINCES
I - OPTIQUE GEOMETRIQUE
I.1 – Propagation rectiligne de la lumière
I.2 – Objets et images
II - LES LENTILLES
III – LENTILLES CONVERGENTES
IV – LENTILLES DIVERGENTES
I - OPTIQUE GEOMETRIQUE
1 - Propagation rectiligne de la lumière
Dans un milieu transparent, homogène et
isotrope: la lumière se propage en ligne droite
On modélise un rayon lumineux par un ou
plusieurs segments de droite orientés dans le
sens de propagation de la lumière
I - OPTIQUE GEOMETRIQUE
1 - Propagation rectiligne de la lumière
On appelle faisceau lumineux un ensemble de
plusieurs rayons lumineux.
On distingue 3 types
de faisceau lumineux: 1) le faisceau parallèle
I - OPTIQUE GEOMETRIQUE
1 - Propagation rectiligne de la lumière:
On appelle faisceau lumineux un ensemble de
plusieurs rayons lumineux.
On distingue 3 types
de faisceau lumineux: 2) le faisceau convergent
I - OPTIQUE GEOMETRIQUE
1 - Propagation rectiligne de la lumière
On appelle faisceau lumineux un ensemble de
plusieurs rayons lumineux.
On distingue 3 types
de faisceau lumineux: 2) le faisceau divergent
I - OPTIQUE GEOMETRIQUE
2 – Notion d’objet et d’image
Un objet et une image sont réels si les rayons
lumineux passent réellement par ces points
système
optique
Objet réel
Image réelle
I - OPTIQUE GEOMETRIQUE
2 – Notion d’objet et d’image
Un objet et une image sont virtuels si les rayons
lumineux ne passent pas réellement par ces points
Ce sont alors les prolongements des rayons
lumineux qui passent par ces points
système
optique
Objet réel
Image
virtuelle
I - OPTIQUE GEOMETRIQUE
2 – Notion d’objet et d’image
Un objet et une image sont virtuels si les rayons
lumineux ne passent pas réellement par ces points
Ce sont alors les prolongements des rayons
lumineux qui passent par ces points
système
optique
Objet
virtuel
Image réelle
I - OPTIQUE GEOMETRIQUE
2 – Notion d’objet et d’image
Objet réel
Image virtuelle
système
optique
Image réelle
Objet virtuel
Une image réelle peut être reçue sur un écran
ce n’est pas le cas dune image virtuelle
Lorsque l’on utilise un système optique on peut
visualiser une image virtuelle
LES LENTILLES MINCES
I - OPTIQUE GEOMETRIQUE
II - LES LENTILLES
II.1 – Propriétés des lentilles minces
II.2 – Présentation des lentilles minces
III – LENTILLES CONVERGENTES
IV – LENTILLES DIVERGENTES
II - LES LENTILLES
1 - Propriétés des lentilles minces
Une lentille est un milieu transparent et
homogène limité par 2 calottes sphériques ou
bien par 1 calotte sphérique et 1 plan
On appelle axe principal la droite qui
correspond à l’axe de symétrie de la lentille
Une lentille est mince si son épaisseur prise le
long de l’axe principal est très inférieure au
rayon de courbure de sa face la plus courbée
II - LES LENTILLES
2 - Présentation des lentilles minces
On distingue 2 types
de lentilles minces :
Lentilles
plan-convexe
a) Lentilles convergentes
Lentille
biconvexe
Ménisque à
bords minces
II - LES LENTILLES
2 - Présentation des lentilles minces
On distingue 2 types
de lentilles minces :
Lentilles
plan-concave
b) Lentilles divergentes
Lentille
biconcave
Ménisque à
bords épais
II - LES LENTILLES
2 - Présentation des lentilles minces
Le rayon de courbure d’une face de la lentille:
rayon du cercle obtenu par extrapolation de
cette face
rayon de
courbure
II - LES LENTILLES
2 - Présentation des lentilles minces
Les points d’intersection de la lentille et de son
axe principal sont très proches et on les confond
en un point O appelé centre optique de la lentille
O
O
O1
O2
O1
O2
Les rayons lumineux qui passe par le centre
optique d’une lentille ne sont pas déviés
II - LES LENTILLES
2 - Présentation des lentilles minces
On schématise une lentille mince par une flèche à
2 pointes, son axe principal et son centre optique
O1
O2
=
O
O1
O2
=
O
Lentille convergente: pointes s’éloignant de l’axe
Lentille divergente: pointes pointant vers l’axe
LES LENTILLES MINCES
I - OPTIQUE GEOMETRIQUE
II - LES LENTILLES
III – LENTILLES CONVERGENTES
III.1 – Foyers principaux
III.2 – Image d’un objet par une lentille convergente
III.3 – Formules des lentilles convergentes
IV – LENTILLES DIVERGENTES
III – LENTILLES CONVERGENTES
1 - Foyers principaux
foyer principal image
Un faisceau parallèle arrive sur la lentille:
+
O
III – LENTILLES CONVERGENTES
1 - Foyers principaux
foyer principal image
Après la lentille les rayons convergent:
+
O
III – LENTILLES CONVERGENTES
1 - Foyers principaux
On appelle foyer principal image de la lentille,
le point F’ où converge tout rayon incident
parallèle à l’axe principal de la lentille
+
F’
O
foyer
principal
image
III – LENTILLES CONVERGENTES
1 - Foyers principaux
On appelle plan focal image de la lentille, le plan
perpendiculaire à l’axe principal de la lentille
passant par F’
+
F’
O
plan
focal
image
III – LENTILLES CONVERGENTES
1 - Foyers principaux
On appelle distance focale image de la lentille,
la mesure algébrique f’=OF’
+
F’
O
f’=OF’
III – LENTILLES CONVERGENTES
1 - Foyers principaux
On voit que f’=OF’>0
est donc situé après O sur l’axe principal,
est donc réel
+
F’
O
f’=OF’
F’
F’
III – LENTILLES CONVERGENTES
1 - Foyers principaux
foyer principal objet
Si un faisceau sort de la lentille parallèlement…
+
O
III – LENTILLES CONVERGENTES
1 - Foyers principaux
foyer principal objet
…c’est que les rayons sont issus du même point:
+
O
III – LENTILLES CONVERGENTES
1 - Foyers principaux
On appelle foyer principal objet de la lentille,
le point F par lequel passe tout rayon incident
qui sort parallèle à l’axe principal de la lentille
+
F
foyer
principal
objet
O
III – LENTILLES CONVERGENTES
1 - Foyers principaux
On appelle plan focal objet de la lentille, le plan
perpendiculaire à l’axe principal de la lentille
passant par F
+
F
plan
focal
objet
O
III – LENTILLES CONVERGENTES
1 - Foyers principaux
On appelle distance focale objet de la lentille,
la mesure algébrique f =OF
+
F
O
f =OF
III – LENTILLES CONVERGENTES
1 - Foyers principaux
On voit que f =OF <0
est donc situé avant O sur l’axe principal,
est donc réel
+
F’
O
f’=OF’
F
F
III – LENTILLES CONVERGENTES
1 - Foyers principaux
F est le symétrique de F’ par rapport à O
OF = - OF’ soit f = - f’
F
F’
O
f =OF
f’=OF’
III – LENTILLES CONVERGENTES
2 - Image d’un objet
Pour construire l’image d’un objet par une
lentille convergente on utilise 3 propriétés:
-Tout rayon incident passant par O n’est pas
dévié
-Tout rayon incident parallèle à l’axe principal
émerge en passant par F’
-Tout rayon incident qui passe par F émerge
parallèlement à l’axe principal
III – LENTILLES CONVERGENTES
2 - Image d’un objet
Cas d’un objet réel situé avant F
+
B
F’
A
F
A’
O
OA’ > 0 donc A’B’ est une image réelle
A’B’
est une image renversée
La
taille de A’B’ dépend de la position de AB
B’
III – LENTILLES CONVERGENTES
2 - Image d’un objet
+
B’
Cas d’un objet réel situé après F
B
A’
F
F’
A
O
OA’ < 0 donc A’B’ est une image virtuelle
A’B’ est une image droite
La taille de A’B’ est supérieure à celle de AB
III – LENTILLES CONVERGENTES
2 - Image d’un objet
Cas d’un objet situé à l’infini
A
F’
F
A’
A émet un faisceau parallèle à l’axe principal
L’image de A est en F’
III – LENTILLES CONVERGENTES
2 - Image d’un objet
Cas d’un objet situé à l’infini
A’
F
B’
B émet un faisceau parallèle qui vient
converger en un point du plan focal image
III – LENTILLES CONVERGENTES
2 - Image d’un objet
Cas d’un objet situé à l’infini
A
A’
F
B’
A’B’ est une image réelle situé dans le plan
focal image
III – LENTILLES CONVERGENTES
2 - Image d’un objet
Cas d’un objet situé à l’infini
f’
A

O
F

A’
B’
L’angle  est le diamètre apparent de AB
A’B’ = f’  tan   f’  
III – LENTILLES CONVERGENTES
3 – Formules des lentilles convergentes
Formules de conjugaison de Descartes
+
B
F’
A
F
A’
O
B’
1/OA’ – 1/OA = 1/OF’
Le signe de OA’ donne la nature de l’image
signe de OA donne la nature de l’objet
Le
III – LENTILLES CONVERGENTES
3 – Formules des lentilles convergentes
Formule du Grandissement
+
B
F’
A
F
A’
O
B’
g = A’B’/AB = OA’/OA
g < 0 : image inversée ; g < 0 : image droite
|g|< 1 : image réduite ; |g|> 1 : image agrandie
III – LENTILLES CONVERGENTES
3 – Formules des lentilles convergentes
Définition de la vergence
+
B
F’
A
F
A’
O
B’
La vergence d’une lentille mince est donnée par
l’inverse de la distance focale image
C=1/f’
C s’exprime en dioptries (d)
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I - OPTIQUE GEOMETRIQUE
II - LES LENTILLES
III – LENTILLES CONVERGENTES
IV – LENTILLES DIVERGENTES
IV.1 – Foyers principaux
IV.2 – Image d’un objet par une lentille divergente
IV.3 – Formules des lentilles divergentes