Formation des images et lentilles convergentes

Former une image

Former une image, c’est faire correspondre
un point image à tout point objet.

Lentilles convergentes 🔎

Une lentille convergente permet bien de faire correspondre un point image à tout point objet, mais seulement à une distance précise de la lentille.

La lentille convergente agit par double réfraction (une sur la face d’entrée et une autre sur la face de sortie).

Selon vous, que devient l’image
si on cache la moitié de la lentille ?

On va maintenant se demander comment déterminer la distance à laquelle se forme l’image et sa taille.

La distance focale

Que devient l’image si on éloigne
de plus en plus l’objet de la lentille
le long de l’axe optique ?

Lorsqu’un objet est très loin de la lentille
(on dit « à l’infini »), les rayons de l’objet qui parviennent à la lentille sont quasiment parallèles.

Ils convergent alors tous en un point
appelé foyer image F' de la lentille.

La distance entre le centre optique O de la lentille
et le foyer image est appelée distance focale f’.

$$f'=OF'$$

Aucune image ne peut se former entre O et F'.

La distance focale caractérise une lentille :
plus une distance focale est courte
et plus la lentille est convergente.

Que se passe-t-il si on décale l’objet lointain
par rapport à l’axe optique ?

Le point image se déplace sur le plan focal (plan orthogonal à l’axe optique passant par F’).

Supposons maintenant qu’on joue le film à l’envers :

À la place des rayons incidents parallèles
qui convergent en un point, on voit maintenant
des rayons émis par ce point qui ressortent
parallèles de la lentille.

Conclusion :

Il existe un point, le foyer objet F, tel que les rayons qui passent par lui ressortent tous parallèles
à l'axe optique
.

Le foyer objet F est le symétrique de F' par rapport à O.

Construction d’une image : les 3 rayons particuliers

Un rayon qui arrive dans la lentille parallèle à l'axe optique ressort en direction du foyer image F'.

Un rayon qui passe par le centre optique
de la lentille n'est pas dévié.

Un rayon qui arrive sur la lentille depuis
le foyer objet F ressort parallèle à l'axe optique.

Grandissement

Un peu de vocabulaires :


  • Une image peut être droite ou renversée

  • Et elle peut être réduite ou agrandie

Le grandissement est le rapport entre la taille
de l’image et la taille de l’objet :

$$\gamma = \frac{A'B'}{AB}$$
  • Si l'image est agrandie alors $\gamma$ $>$ 1

  • Si l'image est réduite alors $\gamma$ $<$ 1

L’œil👁️
accommodation, défauts
et corrections 👓

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