Physique 23 : Optique
Lentilles convergentes
Consctructions géométriques

1. Définition

Une lentille est un objet , généralement en verre, utilisé pour faire converger ou faire diverger de la lumière. C'est un milieu homogène, isotrope (du grec. isos, égal, et tropos, direction) et transparent dont au moins l’une des faces n’est pas plane.

2. Lentilles convergentes et
lentilles divergentes:

Une face de la lentille reçoit la lumière, c'est la face d'entrée. L'autre face est la face de sortie de la lumière. Selon la forme de ses faces d'entrée et de sortie, une lentille sera convergente ou divergente.


• Une lentille convergente (ou lentille à bord mince) transforme un faisceau de lumière parallèle en un faisceau de lumière qui converge vers un point fixe.



• Une lentille divergente (ou lentille à bord épais) transforme un faisceau de lumière parallèle en un faisceau de lumière divergent qui semble provenir d'un autre point fixe.

Une loupe est une lentille convergente. À travers une lentille convergente, les caractères d'un texte à lire apparaissent plus gros. À travers une lentille divergente, ils apparaissent plus petit.

3. Lentilles convergentes:

3.1. Foyer et distance focale:

Le foyer d’une lentille convergente est le point où converge le faisceau de lumière. Côté objet, le foyer est dit foyer objet. Côté image, il est appelé foyer image.

La distance focale est la distance entre le foyer et le centre de la lentille. On la notée ƒ et s’exprime en mètres.

Pour mesurer la distance focale de la lentille convergente on place un objet le plus loin possible et on mesure la distance entre l'image et la lentille.

La lentille convergente permet de concentrer les rayons solaires au foyer et déclancher une combustion.

3.2. Formation d'une image:

Pour obtenir l’image nette d’un objet sur un écran, il faut positionner une lentille convergente entre l’objet et l’écran.

La caractéristique de l'image dépend de la position de l'objet:

• Si l'objet est loin derrière le foyer objet de la lentille, l'image se trouve sur le foyer image. (loupe qui concentre les rayons du soileil). figure (a)

• Si l'objet est proche derrière le foyer objet de la lentille, l'image se trouve nette , sur l'écran, après le foyer image. (appareil photo). figure (b) et (c).

• Si l'objet est sur le foyer objet de la lentille, l'image est rejetée à l'infini. Il n'y a pas d'image. figure (d).

• Si l'objet se trouve entre le foyer objet et le centre de la lentille, l'image n'existe pas. figure (e).

Remarques:

• L'image d'un objet à travers une lentille convergentene ne se situe jamais entre le centre de la lentille et le foyer image de cette lentille.

• L'image d'un objet apperçue sur l'ecran est toujours renversée.

• Plus l'objet se rapproche du foyer objet, sans jamais le dépasser, plus l'image devient grande.