Physique 23 : Optique
Lentilles convergentes
Lentilles divergentes
Lentilles minces
1. Introduction
Une lentille est un composant optique utilisé pour réfracter la lumière. La lentille est un milieu réfringent.
réfracter veut dire: faire dévier un rayon lumineux.
réfringent veut dire qui produit la réfraction.
Une lentille est constituée de deux dioptres. Ces deux dioptres sont sphériques ou l'un d'eux est plan.
Un dioptre est une surface qui sépare deux milieux transparents d'indices de réfraction différents.
On utilise couramment le verre comme matériau pour fabriquer pour fabriquer
des lentilles. On utilse aussi les polymères ou les cristaux.
On pourrait tailler des lentilles sous forme parabolique ou
cylindrique. Nous considérerons ici les lentilles qui ont des surfaces sphériques ou planes.
2.Les types de lentilles
Il existe deux grandes classes de lentilles sphériques : les lentilles convergentes et les lentilles divergentes.
Une lentille convergente fait converger un un rayon lumineux incident, alors qu'une lentille divergente le fait diverger.
2.1. Les lentilles convergentes
Voyons comment une lentille biconvexe fait converger la lumière. On
considère les rayons lumineux incident parallèlement à l'axe optique de la lentille.
La lentille biconvexe est formée par la superposition d'un dioptre
convexe air-verre et d'un dioptre concave verre-air.
Le rayon lumineux incident traverse d'abord la première face de la
lentille, qui est un dioptre convergent. Le rayon se dirige alors
vers l'axe optique de la lentille.
Il traverse ensuite la deuxième face de la lentille, qui est elle
aussi un dioptre convergent. Le rayon se dirige toujours vers l'axe
optique de la lentille.
La lentille biconvexe est convergente.
2.2. Les lentilles divergentes
Voyons comment une lentille biconcave fait converger la lumière. On
considère les rayons lumineux incident parallèlement à l'axe optique de la lentille.
La lentille biconcave est formée par la superposition d'un dioptre concave air-verre et d'un dioptre convexe verre-air.
Le rayon lumineux incident traverse d'abord la première face de la lentille, qui est un dioptre divergent. Le rayon s'éloigne alors de l'axe optique
de la lentille. Il traverse ensuite la deuxième face de la lentille, qui est elle aussi un dioptre divergent. Le rayon s'éloigne toujours de l'axe optique de la lentille.
La lentille biconcave est divergente.
3. La lentille mince
Les lentilles minces sont des lentilles dont l'épaisseur est
très petite devant leurs diamètres.
4. Définitions er conventions
On considère les définitions et les conventions suivantes couramment utilsées en Optique géométriqueque:
• La lumière se propage de gauche à droite et qu'un objet est par conséquent situé à gauche de la lentille.
• Le foyer principal d'une lentille est le point de l'axe optique vers lequel des rayons émergents se rencontrent.
• Le foyer principal d'une lentille convergente se trouve à droite de la lentille. Il est identifié par la lettre F.
• Le foyer principal d'une lentille divergente se trouve à gauche de la lentille. Il est identifié aussi par la lettre F.
• Le foyer principal est aussi appelé «foyer primaire» ou «foyer image ».
• Chaque lentille possède deux foyers: Le foyer secondaire est symétrique
au foyer primaire par rapport à la lentille. Il est parfois appelé «foyer objet ». Il est identifié aussi par la lettre F'.
• L'axe principal d'une lentille est une droite passant par ses deux
foyers et en son centre. On l'appelle parfois «axe optique ».
• La longueur, ou distance, focale d'une lentille est la distance séparant la lentille et son foyer principal. La longueur focale est identifiée par la variable lf ou ƒ.
• La longueur focale d'une lentille convergente est positive, alors que celle d'une lentille divergente est négative.
• Le sommet d'une lentille mince est le point d'intersection entre cette lentille et son axe principal. Il est identifié par la lettre S.
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