Partie D : LUMIERE ET IMAGE

Chapitre 1
Découverte des lentilles
OBJECTIFS :
 Distinguer une lentille convergente d’une lentille divergente.
 Trouver le foyer d’une lentille convergente et estimer sa
distance focale.
 Positionner une lentille convergente par rapport à un objet pour
obtenir une image nette sur un écran.
MATERIEL :
PAR GROUPE :
 une boîte 4 lentilles (3 convergentes et une divergente)
 un petit objet à regarder à travers une lentille
 un écran blanc
 une bougie
 ficelles pour prendre la distance focale
PROF :
 une tasse avec une pièce collée au fond
 une source avec fentes et des lentilles pour montrer la convergence ou la divergence des
rayons
 pub agf
 allumettes
 c’est pas sorcier : coup de projecteur sur la lumière (concert JM Jarre)
DEROULEMENT (séance d’1h30) :
Type de séance
Exercices maison
Evaluation
1
Cours TP
2
Cours TP
5min au début sur les distinctions entre
les lentilles

Chapitre 1
Découverte des lentilles minces
1. Que se passe-t-il quand la lumière change de milieu ?
Expérience : verre avec une pièce dedans. Leur montrer l’expérience, donner le schéma et leur demander de
trouver une explication. Puis visualisation du c’est pas sorcier (coup de proj sur la lumière).
Lorsqu’elle change de milieu, la lumière est déviée.
2. Découverte des lentilles
Expérience : 4 lentilles sont à la disposition des élèves. Ils doivent leur trouver des différences en les
touchant, en observant un texte à travers les lentilles. et en essayant d’obtenir l’image des lampadaires sur la
table. A la fin ils doivent les classer en deux catégories.
a) Définition
Expérience : passer les lentilles dans les rayons.
Il existe deux sortes de lentilles : les lentilles convergentes et les lentilles divergentes.
Lentille convergente
Lentille divergente
b) Comment les distinguer ?
 première méthode
Une lentille à bords plus minces que le centre est une lentille convergente
Une lentille à bords plus épais que le centre est une lentille divergente
 deuxième méthode
On éloigne lentement la lentille d’un texte.
Si le texte semble grossir, la lentille est convergente
Si le texte semble rapetisser, la lentille est divergente
 troisième méthode
On essaie de former l’image d’un objet éloigné sur un écran.
Si une image se forme, la lentille est convergente
Si aucune image ne se forme, la lentille est divergente

l'objet :
le cadran
L'image est droite et
plus grande que l'objet
quand celui-ci
est près de la lentille
Elle se renverse
lorsque l'objet
est suffisamment
éloigné
Puis sa taille diminue
au fur et à mesure
qu'on éloigne l'objet
de la lentille
Elle s'agrandit
lorsqu'on commence
à éloigner l'objet
c) classement des lentilles du collège
Les lentilles 1, 2, 3 sont convergentes. La lentille n°4 est divergente. Classer aussi les lunettes des élèves.
3. Etude des lentilles convergentes
a) Vocabulaire
Montrer le pub AGF
Objet est ce que l’on regarde , l’image est ce que l’on voit à travers la lentille..
Le foyer optique d’une lentille est le lieu où se concentre toute la lumière et toute l’energie.
b) Image d’un objet éloigné.
Lorsqu’un objet est éloigné de la lentille, alors l’image se forme au niveau du foyer : ainsi, on peut trouver le foyer
et mesurer la distance focale.
Expérience : Placez la lentille horizontalement à l’aplomb d’une lampe éclairant la salle et déplacez la lentille
verticalement jusqu’à former une image nette de la lampe sur la table située en dessous. Mesurez alors la distance
entre la lentille et la table. C’est la distance focale de la lentille. Faire une moyenne.
Lentille 1 : distance focale =
Lentille 2 : distance focale =
Lentille 3 : distance focale =
c) Utilisation de la lentille convergente comme loupe.
Expérience : Placez l’objet le plus près possible de la lentille n°2 et éloignez la lentille de plus en plu.. Observez les
différentes images que vous obtenez suivant la position de l’objet. Quelles sont les limites à l’utilisation de la
lentille convergente comme loupe ?
Quand on éloigne la lentille, l’objet grossi, l’image est à l’endroit. Plus la lentille est loin, plus elle agit comme une
loupe. Mais dès que la lentille est à ne distance plus grande que la distance focale, l’image se renverse (haut-bas ;
droite-gauche) et rapetisse petit à petit.
Pour utiliser une lentille convergente comme loupe, il faut que l’objet soit à une distance inférieure à la
distance focale.
Applications : loupes, jumelles,télescope.
l'objet :
le cadran
L'image est droite et
plus grande que l'objet
quand celui-ci
est près de la lentille
Elle se renverse
lorsque l'objet
est suffisamment
éloigné
Puis sa taille diminue
au fur et à mesure
qu'on éloigne l'objet
de la lentille
Elle s'agrandit
lorsqu'on commence
à éloigner l'objet
l'objet :
le cadran
L'image est droite et
plus grande que l'objet
quand celui-ci
est près de la lentille
Elle se renverse
lorsque l'objet
est suffisamment
éloigné
Puis sa taille diminue
au fur et à mesure
qu'on éloigne l'objet
de la lentille
Elle s'agrandit
lorsqu'on commence
à éloigner l'objet
l'objet :
le cadran
L'image est droite et
plus grande que l'objet
quand celui-ci
est près de la lentille
Elle se renverse
lorsque l'objet
est suffisamment
éloigné
Puis sa taille diminue
au fur et à mesure
qu'on éloigne l'objet
de la lentille
Elle s'agrandit
lorsqu'on commence
à éloigner l'objet
l'objet :
le cadran
L'image est droite et
plus grande que l'objet
quand celui-ci
est près de la lentille
Elle se renverse
lorsque l'objet
est suffisamment
éloigné
Puis sa taille diminue
au fur et à mesure
qu'on éloigne l'objet
de la lentille
Elle s'agrandit
lorsqu'on commence
à éloigner l'objet
Objet taille
réelle
1
2
3
4
Axe optique
Foyer optique
Distance focale f
Centre optique
F
Distance focale

d) Utilisation de la lentille comme projecteur.
Expérience : Placez la lentille n°2 ou 1 et l’écran sur le rail. Allumez la bougie. Trouvez la condition pour qu’une image
se forme sur l’écran (la lentille servira de projecteur). Observez l’image.
Pour obtenir une image sur un écran (la lentille servira de projecteur), l’objet doit se trouver à une distance
supérieure à la distance focale. L’image est alors renversée.
Application : appareil photo, projecteur de cinéma, rétroprojecteur
Résumé :
A : L’image se forme sur un écran, à l’envers, au niveau du F.
B : L’image se forme sur un écran ,à l’envers, plus loin que F.
C : pas d’image sur un écran, Pour voir l’image il faut regarder dans la lentille. L’image est plus grosse que l’objet.
Distance focale f
F
Distance focale
A : objet
éloigné
B : objet
plus loin
que f
C : objet
plus près
que f

l'objet :
le cadran
L'image est droite et
plus grande que l'objet
quand celui-ci
est près de la lentille
Elle se renverse
lorsque l'objet
est suffisamment
éloigné
Puis sa taille diminue
au fur et à mesure
qu'on éloigne l'objet
de la lentille
Elle s'agrandit
lorsqu'on commence
à éloigner l'objet
Lentille Lentille
 première méthode
Une lentille à bords plus minces que le centre est une lentille
Une lentille à bords plus épais que le centre est une lentille
 deuxième méthode
On éloigne lentement la lentille d’un texte.
Si le texte semble grossir, la lentille est
Si le texte semble rapetisser, la lentille est
 troisième méthode
On essaie de former l’image d’un objet éloigné sur un écran.
Si une image se forme, la lentille est
Si aucune image ne se forme, la lentille est
l'objet :
le cadran
L'image est droite et
plus grande que l'objet
quand celui-ci
est près de la lentille
Elle se renverse
lorsque l'objet
est suffisamment
éloigné
Puis sa taille diminue
au fur et à mesure
qu'on éloigne l'objet
de la lentille
Elle s'agrandit
lorsqu'on commence
à éloigner l'objet
l'objet :
le cadran
L'image est droite et
plus grande que l'objet
quand celui-ci
est près de la lentille
Elle se renverse
lorsque l'objet
est suffisamment
éloigné
Puis sa taille diminue
au fur et à mesure
qu'on éloigne l'objet
de la lentille
Elle s'agrandit
lorsqu'on commence
à éloigner l'objet
l'objet :
le cadran
L'image est droite et
plus grande que l'objet
quand celui-ci
est près de la lentille
Elle se renverse
lorsque l'objet
est suffisamment
éloigné
Puis sa taille diminue
au fur et à mesure
qu'on éloigne l'objet
de la lentille
Elle s'agrandit
lorsqu'on commence
à éloigner l'objet
l'objet :
le cadran
L'image est droite et
plus grande que l'objet
quand celui-ci
est près de la lentille
Elle se renverse
lorsque l'objet
est suffisamment
éloigné
Puis sa taille diminue
au fur et à mesure
qu'on éloigne l'objet
de la lentille
Elle s'agrandit
lorsqu'on commence
à éloigner l'objet
Objet taille
réelle