Etude des lentilles :

4. Etude des lentilles :
Une lentille est un morceau de verre délimité par 2 faces de formes sphériques.
On distingue 2 catégories de lentilles.
a) Les lentilles divergentes :
Leurs 2 faces sont concaves (« creuses »).
Dessin : Schématisation :
Effets sur la lumière :
- Considérons un faisceau de rayons parallèles venant frapper une lentille divergente.
Ces rayons traversent la lentille divergente, sont déviés et ressortent de l’autre côté comme s’ils provenaient tous d’un
point appelé foyer image Fi de la lentille divergente.
Plus le foyer image Fi est proche de la lentille, plus la lentille fait diverger le faisceau, et donc plus elle est dite
« divergente ». Inversement, plus le foyer image Fi est loin de la lentille, moins la lentille est divergente.
Complétez les schémas ci-dessous, en traçant les rayons lumineux après leur traversée des lentilles divergentes.
Laquelle de ces 2 lentilles est-elle la plus divergente ? …….
- Une lentille divergente rapetisse un texte proche et le laisse à l’endroit.
- Une lentille divergente rapetisse un paysage lointain et le laisse à l’endroit.
L1
L2
Fi
Fi
Axe optique
de la lentille
Axe optique
de la lentille
Axe optique
de la lentille

b) Les lentilles convergentes :
Leurs 2 faces sont convexes (« bombées »).
Dessin : Schématisation :
Effets sur la lumière :
- Considérons un faisceau de rayons parallèles venant frapper une lentille convergente.
Ces rayons traversent la lentille convergente, sont déviés et ressortent de l’autre côté en passant tous par un même point
appelé foyer image Fi de la lentille convergente.
Plus le foyer image Fi est proche de la lentille, plus la lentille fait converger le faisceau, et donc plus elle est dite
« convergente ». Inversement, plus le foyer image Fi est loin de la lentille, moins la lentille est convergente.
Complétez le schéma ci-dessous, en traçant les rayons lumineux après leur traversée des lentilles convergentes.
Laquelle de ces 2 lentilles est-elle la plus convergente ? …….
- Une lentille convergente grossit un texte proche et le laisse à l’endroit.
- Une lentille convergente grossit un paysage lointain mais le met à l’envers.
L3
L4
Fi
Fi
Axe optique
de la lentille
Axe optique
de la lentille
Axe optique
de la lentille

c) Mesure de la distance focale (fi) d’une lentille :
La distance focale image (fi) d’une lentille est la distance qui sépare le centre de la lentille de son foyer image (Fi) :
- La distance focale image fi est comptée négativement pour les lentilles divergentes : le foyer image Fi est alors
«avant » la lentille dans le sens de propagation de la lumière.
- La distance focale image fi est comptée positivement pour les lentilles convergentes : le foyer image Fi est alors
« après » la lentille dans le sens de propagation de la lumière.
Dans le tableau ci-dessous, notez les distances focales images fi des 4 lentilles des schémas précédents :
Lentille
divergente
Distance
focale image (fi)
Lentille
convergente
Distance
focale image (fi)
L1L3
L2L4
Mesurer la distance focale image fi sur des schémas…c’est facile ! Mais comment fait-on sur une véritable lentille ?
Mesure de la distance focale image (fi) d’une lentille divergente : elle est un peu trop complexe pour nous…
Mesure de la distance focale image (fi) d’une lentille convergente : 2 techniques sont faciles…
1ère technique : « distance maximale de netteté d’un texte ».
- On se place « loin » d’un texte.
- On plaque son œil contre la lentille convergente, et on observe le texte à travers elle : il sera alors flou.
- On se rapproche petit à petit du texte, et on s’arrête dès qu’il paraît net.
La distance à laquelle on se trouve alors du texte est la distance focale image (fi) de la lentille convergente. Il ne reste
plus qu’à la mesurer…
2ème technique : « projection de l’image d’un paysage lointain ».
- On se place dos à une fenêtre, et on tend devant soit un écran blanc.
- On intercale entre le fenêtre et l’écran, la lentille convergente.
- On la déplace (en la rapprochant ou en l’éloignant de l’écran), jusqu’à ce qu’une image nette du paysage situé derrière
nous apparaisse sur l’écran…
La distance à laquelle se trouve alors le lentille convergente de l’écran est la distance focale image (fi) de celle-ci. Il ne
reste plus qu’à la mesurer…
Après avoir testé ces 2 techniques, choisissez-en une, et mesurez la distance focale image (fi) de toutes les lentilles
convergentes fournies. Notez vos valeurs dans le tableau ci-dessous :
Lentille convergente Distance focale image (fi)