1 Département Sciences E.S.E.U. MULTIMÉDIA P11 : OPTIQUE

Département Sciences
E.S.E.U. MULTIMÉDIA
III - ÉTUDE DE QUELQUES SYSTÈMES
OPTIQUES
E - LES LENTILLES MINCES
P11 : OPTIQUE GÉOMÉTRIQUE

P11 - OPT - IIIE
OBJECTIFS DU CHAPITRE III-E
Liste des savoirs et savoir-faire que ce chapitre vise à faire acquérir.
- Connaître la définition d'une lentille mince, ses caractéristiques et propriétés, ses conditions optimales d'utilisation,
sa représentation schématisée.
- Connaître les définitions du centre optique, des foyers, de la distance focale, d'un axe optique principal ou
secondaire, des plans focaux.
- Savoir distinguer foyer objet et foyer image et les situer sur une schéma selon les propriétés de convergence ou de
divergence de la lentille.
- Connaître la marche des rayons lumineux incidents ou émergents parallèle à l'axe optique principal.
- Savoir utiliser ces connaissances pour construire des schémas optiques complets, en respectant les conventions de
représentation des éléments constitutifs selon leur réalité ou virtualité.
- Connaître les conventions permettant de définir les grandeurs p, p', f et le grandissement γ.
- Connaître et savoir appliquer la relation algébrique liant p, p' et f.
- Connaître la définition de la vergence d'une lentille et savoir déterminer la vergence d'une association de lentilles
accolées.
- Connaître quelques méthodes usuelles de détermination de distance focale d'une lentille convergente.

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III - ÉTUDE DE QUELQUES SYSTÈMES OPTIQUES
E - LES LENTILLES MINCES
A - PRÉSENTATION
IIIE-A-1 - DIFFÉRENTES SORTES DE LENTILLES
a - Définition
Une lentille est un milieu transparent limité par deux dioptres dont l'un au moins n'est pas plan.
Si les dioptres sont sphériques la lentille est dite sphérique.
b - Catégories
Selon que les bords d'une lentille sont minces ou épais, elle possède des propriétés différentes, comme
nous l'étudions plus loin.
On différencie donc les lentille à bords minces ou convergentes des lentilles à bords épais ou divergentes.
IIIE-A-2 - UN ENSEMBLE DE DÉFINTIONS
P11 : OPTIQUE GÉOMÉTRIQUE

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R1 et R2 sont les rayons de courbure de chaque dioptre, O1 et O2 les centres des surfaces sphériques.
La droite joingnant O1 à O2 est l'axe de révolution de la lentille appelé axe principal.
On appelle plan principal tout plan contenant l'axe principal.
Le point d'intersection de l'axe principal avec la lentille (supposée mince) est appelé centre optique O.
Tout axe, autre que l'axe principal, passant par le centre optique O est appelé axe secondaire.
La portion AB est l'épaisseur e de la lentille.
Le schéma précédent correspond à une lentille bi-convexe mais toutes ces définitions concernent toutes les
lentilles.
Dans toute la suite, nous étudierons des lentilles minces c'est à dire celles pour lesquelles e est très
petit par rapport à R1 et R2, qu'il s'agisse de lentilles à bords minces ou à bords épais.
IIIE-A-3 - REPRÉSENTATION SCHÉMATIQUE
Sur un schéma optique, on convient d'adopter l'une des représentations ci-dessous.
IIIE-A-4 - CONDITIONS D'OBTENTION DE BONNES IMAGES

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L'expérience montre que pour qu'une lentille mince donne une image nette, il faut que les rayons soient peu
inclinés par rapport à l'axe principal et qu'ils traversent la lentille au voisinage de son centre optique. C'est
pourquoi en pratique, on diaphragme les lentilles.
De plus nous n'étudions que le cas où l'objet est dans un plan perpendiculaire à l'axe principal. L'image se
trouve alors dans un plan parallèle au plan précédent.
IIIE-A-5 - PROPRIÉTÉ FONDAMENTALE
Tout rayon passant par le centre optique traverse la lentille sans déviation.
Cela est vrai que la lentille soit divergente ou convergente.