SL4 Prof Comment voir ce qui est faiblement visible à l`œil nu ? 1ère

SL4
Prof
Comment voir ce qui est faiblement visible à
l’œil nu ?
1ère / Tale
Professionnelle
R.K. d’après différentes ressources 1/5
☺ Matériel : Lampe, lentille convergente.
Comment se fabrique l’image d’une
fourmi à travers une loupe ?
1. Hypothèses
C’est comme à travers des morceaux de verre, pas n’importe lesquels, …
2. Rayon et faisceaux lumineux
On appelle rayon lumineux, toute droite selon laquelle la lumière se propage. Un faisceau lumineux est
constitué d'un ensemble de rayons lumineux.
On distingue trois types de faisceau,
faisceau divergent
faisceau parallèle
faisceau convergent
3. Lentilles
Une lentille est constituée d'un milieu transparent limité par deux surfaces sphériques dont l'une au moins
n'est pas plane. On distingue,
 les lentilles à bords minces, dites lentilles convergentes, car le faisceau émergent est convergent.
Biconvexe
Planconvexe
Symbolisation d'une
lentille convergente
 les lentilles à bords épais, dites lentilles divergentes, car le faisceau émergent est divergent.

SL4
Prof
Comment voir ce qui est faiblement visible à
l’œil nu ?
1ère / Tale
Professionnelle
R.K. d’après différentes ressources 2/5
Biconcave
Planconcave
Symbolisation d'une
lentille divergente
4. Propriétés des lentilles convergentes
4.1. Axe optique et centre optique
Tout rayon lumineux passant par le centre optique d’une lentille convergente ne subit aucune déviation.
L'axe optique d'une lentille est une ligne qui passe par le centre, mais perpendiculaire au plan de la
lentille.
axe optique
4.2. Construction de l'image d'un objet
4.2.1. Foyer principal image
Tout rayon incident parallèle à l’axe d’une lentille convergente émerge selon un rayon qui passe par un
point de l’axe appelé foyer principal image et noté F’.
F'
O
4.2.2. Foyer principal objet
Il existe un point de l’axe optique d’une lentille convergente, situé devant la lentille, appelé foyer
principal objet noté F, tel que tout rayon incident passant par ce point émerge de la lentille parallèlement à
l’axe.
F
O

SL4
Prof
Comment voir ce qui est faiblement visible à
l’œil nu ?
1ère / Tale
Professionnelle
R.K. d’après différentes ressources 3/5
4.3. Distance focale
La distance focale d'une lentille convergente, notée "f", est donnée par la relation,
OF = OF’ = f
f est exprimée en mètre (USI), ou en centimètre.
4.4. Vergence
Une lentille convergente de distance focale OF = f est caractérisée par sa vergence "C",
C =
Error!
C est exprimé en dioptrie, de symbole (), lorsque la distance focale est exprimée en mètre (m).
5. Image d’un objet
5.1. L’objet est placé devant le foyer objet F : OA  OF
O
F
F'
A
B
A'
B'
L'image est dite réelle car on peut la recueillir sur un écran. L'image est retournée. C'est le cas des
projecteurs de diapositives.
5.2. L’objet est placé sur le foyer objet F : OA = OF
O
F
F'
A
B
L'image est renvoyée à l'infini, elle n'est pas visible.
5.3. L’objet est placé entre le centre optique et le foyer objet F : OA  OF
O
F
F'
A
B
A'
B'

SL4
Prof
Comment voir ce qui est faiblement visible à
l’œil nu ?
1ère / Tale
Professionnelle
R.K. d’après différentes ressources 4/5
L'image est située du même côté de la lentille que l'objet. L'image est virtuelle car on ne peut pas la
recueillir sur un écran. L'image est droite. C'est le cas des loupes.
5.4. L'objet est situé à l'infini (très éloigné)
O
F
F'
A'
B'
L'image est placée sur le foyer image F'.
6. Comment se fabrique l’image d’une fourmi à travers une loupe ?
Il faut prendre une loupe et placé la fourmi à une distance de la lentille inférieure à la distance focale. Son
image sera droite et virtuelle du même côté que la fourmi !
7. Formule des lentilles
7.1. Formule de conjugaison
On démontre qu'il existe la relation suivante entre la position de l'objet et la position de l'image,
Error!
–
Error!
=
Error!
Attention! OA signifie "mesure algébrique de OA".
7.2. Formule de grandissement
On appelle grandissement le rapport  =
Error!
=
Error!
Remarque : si  < 0 l'image est renversée par rapport à l'objet.
si  > 0 l'image est droite par rapport à l'objet.

SL4
Prof
Comment voir ce qui est faiblement visible à
l’œil nu ?
1ère / Tale
Professionnelle
R.K. d’après différentes ressources 5/5
8. Exercices
8.1. Tracer les rayons émergents correspondants à ces trois rayons.
O
F
F'
1
3
2'
8.2. La distance focale d'une lentille convergente de centre optique O est 4cm. Un objet AB
de longueur 2cm est placé perpendiculairement à l'axe de la lentille à 10cm devant celle-ci. Le point A est
situé sur l'axe optique. La lumière se propage de gauche à droite.
8.2.1. Sur un schéma à l'échelle 1/1, placer les points F, F', A et B.
8.2.2. Calculer OF , OF' , et OA .
8.2.3. Tracer l'image A'B'.
8.2.4. Caractériser l'image obtenue, nature et sens.
8.2.5. Déterminer graphiquement OA' et A'B' .
8.2.6. Retrouver OA' et A'B' en utilisant les formules des lentilles.
8.2.7. Calculer le grandissement de l'image.