Matériel : Lampe, lentille convergente

SL4
Elève
Comment voir ce qui est faiblement visible
à l’œil nu ?
1ère / Tale
Professionnelle
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☺ Matériel : Lampe, lentille convergente.
Comment se fabrique l’image d’une
fourmi à travers une loupe ?
1. Hypothèses
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 _________________
faisceau _________________
faisceau _________________
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 ___________________, dites _____________________________, car le faisceau
émergent est convergent.
Biconvexe
Planconvexe
Symbolisation d'une
lentille convergente

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 les lentilles à ________________, dites ______________________, car le faisceau émergent est
divergent.
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.
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 _____________.
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.

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4.3. Distance focale
La distance focale d'une lentille convergente, notée "f", est donnée par la relation,
____________________
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 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
L'image est dite _________________ car on peut la recueillir sur un écran. L'image est
___________________. C'est le cas __________________________________.
5.2. L’objet est placé sur le foyer objet F : OA = OF
O
F
F'
A
B
L'image est renvoyée ___________________, elle n'est pas _______________.
5.3. L’objet est placé entre le centre optique et le foyer objet F : OA  OF
O
F
F'
A
B

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L'image est située du _________ côté de la lentille que l'objet. L'image est _______________ car on ne
peut pas la recueillir ________________. L'image est ___________. C'est le cas ______________.
5.4. L'objet est situé à l'infini (très éloigné)
O
F
F'
A'
B'
L'image est placée ____________________________.
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 ________________ à la distance
focale. Son image sera ___________ et _____________ du ___________ 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,
___________________________
Attention! OA signifie "mesure algébrique de OA".
7.2. Formule de grandissement
On appelle grandissement le rapport ___________________________
Remarque : si  < 0 l'image est __________________ par rapport à l'objet.
si  > 0 l'image est ________________ par rapport à l'objet.

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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.