Acti Exp – Formation des images

L’œil, un système
optique
Les lentilles minces, formation des images
Sur son passage, la lumière traverse successivement la cornée, l’humeur aqueuse, le cristallin, le corps vitré […].
Soit une succession de corps transparents qui, à eux tous, jouent un rôle de lentille convergente pour amener les
rayons lumineux sur un point précis de la rétine, la macula.
Science et Vie – Hors série n°216 – Septembre 2001
• Activité 1 : lentilles convergentes et divergentes
Sur votre bureau se trouve un jeu de lentilles. Repérer les lentilles convergentes des lentilles divergentes.
• Activité 2 : image donnée par une lentille
• Cas 1 : Le foyer image d'une lentille convergente
• Placer la lettre F à 1,50 m d'une lentille convergente de vergence V = 10 δ sur le banc d'optique.
• Déplacer l'écran de manière à obtenir une image nette.
 Relever la distance en mètres entre la lentille et l'image de l'objet. On notera f' cette distance.
 Quelle est la relation entre V et f' ?
V = f'
V = 1/f'
f' = 1/V
f' = 100/V
La distance f' s'appelle distance focale de la lentille. Le point F', situé sur l'axe optique, s'appelle le foyer image
de la lentille. Son symétrique F par le centre de la lentille s'appelle le foyer objet de la lentille.
F
O
F’
• Cas 2 : Objet réel – image réelle
• Placer une lentille de vergence V = 10 δ à 30 cm de la lettre F.
• Déplacer l'écran jusqu'à obtenir une image nette.
• Mesurer la distance lentille-écran obtenue ainsi que la taille de l'image.
• Déterminer la position, la taille de l'image ainsi que son sens en réalisant une construction graphique à
l'échelle horizontale ½.
• Cas 3 : Objet réel – image virtuelle
• Placer une lentille de vergence V = 10 δ à 6 cm de la lettre F.
• Cherchez une image nette de l'objet. (Où doit-on placer son œil pour observer une image nette de l’objet ? Où
se trouve cette image ? Peut-on l’observer sur un écran ?)
 Expliquer la méthode utilisée et décrire les résultats obtenus.
 Justifier l'appellation image-virtuelle dans ce cas.
• Déterminer la position, la taille ainsi que le sens de l'image en réalisant une construction graphique à l'échelle
1.
Réfléchir :
Un des trois cas présentés ci-dessus ne peut pas modéliser le fonctionnement de l’œil. Lequel ?
Argumenter.