L`optique géométrique : les lentilles
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L`optique géométrique : les lentilles
L’optique géométrique : les lentilles Les lentilles sont des corps qui transmettent la lumière en la réfractant de manière ordonnée, sans diffusion et dont au moins un dioptre est une calotte sphérique. Lentille convergente Lentille divergente La lentille réfracte un faisceau de lumière parallèle en un faisceau convergent puis divergent. La convergence se fait en un point appelé foyer réel. Schéma et vocabulaire Les trois rayons particuliers: Parallèle à l’axe→vers le foyer situé du côté sortant f f Passant par le foyer situé du O Ap F F' côté incident→ parallèle à l’axe. Passant par le centre optique→en ligne droite. Côté sortant Côté incident O: Centre optique Ap: Axe principal F': foyer réel côté sortant F : foyer réel côté entrant Constructions géométriques : Image virtuelle de l'objet réel, zone 2 P et D2 droites parallèles Pas de I2 O1 F2 O2 Côté sortant O: Centre optique Ap: Axe principal F': foyer virtuel côté sortant F : foyer virtuel côté invident Image virtuelle de l'objet réel Image virtuelle de l'objet virtuel, zone 2 Image réelle de l'objet virtuel, zone 1 P= O1 F' F2' I1 D1 D3 Objet réel: zone 2 Côté incident Image réelle de l'objet réel, zone 1 F Les lentilles Objet réel: zone 1 Image réelle de l'objet virtuel Croisement de P et D3 P= dro ite I3 co mm un eà tou tes les O3 im ag es C La lentille réfracte un faisceau de lumière parallèle en un faisceau divergent. Les prolongements des rayons se croisent en un point situé du côté de la source appelé foyer virtuel. Schéma et vocabulaire Les trois rayons particuliers: Parallèle à l’axe→fuit le foyer situé côté entrant f f Passant par le foyer virtuel O F' F situé du côté sortant→paralAp lèle à l’axe. Passant par le centre optique →en ligne droite. Constructions géométriques : Objet virtuel D2 ne mu com es ite ag dro s im le tes ou àt O2 i1 i2 C F' F Croisement de P et D1 P et D2 droites parallèles Pas de I2 Objet réel Pour une même grandeur d’objet : le rayon passant par F est constant, le 2e rayon pivote autour de C quand p varie. Objet virtuel: zone 1 Objet virtuel: zone 2 Pour une même grandeur d’objet : le rayon passant par F est constant, le 2e rayon pivote autour de C quand p varie. Formules et conventions valables pour tous les systèmes optiques : Sachant que p est la distance de l’objet, q, la distance de l’image, f, la distance focale, o, la taille de l’objet, i, la taille de l’image �� Position de l’image et type d’image : �� � �� � �� �� ��� ��� Grandissement et orientation : ��� ���������� � ���������� Conventions des signes : Pour l’objet Pour les objets réels : p>0 Pour les objets virtuels : p<0 Pour l’image : Si q>0 : l’image est réelle et est donc située côté sortant Si q<0 : l’image est virtuelle, située du côté rentrant Si γ>0, alors l’image est renversée. Si γ<0, alors l’image est droite. Convention particulière : f>0, le foyer étant réel Pour les objets réels, par exemple : ���������� �� �� ��� � Une discussion des formules ��� ��� ���������� montre que si p = f→ p - f = 0, il n’y a pas d’image, p > f→ p – f > 0, l’image est réelle (q>0) et renversée (γ>0) Utilisation : l’appareil photos (l’œil) p < f→ p – f < 0, l’image est virtuelle (q<0) et droite (γ<0) Utilisation : la loupe pour le grandissement Convention particulière : f<0, le foyer étant virtuel Pour les objets réels : ���������� �� �� ��� � Une discussion des formules ��� ��� ���������� montre Il y a toujours une image car p – f est toujours différent de 0 q est toujours négatif : l’image est toujours virtuelle. γ est toujours négatif : l’image est toujours droite (plus petite). Utilisation : dans les systèmes optiques complexes. Remarque : pour les lentilles, si le domaine de l’objet réel est à gauche (voir ci-dessus), le domaine de l’objet virtuel est à droite, le domaine de l’image réelle est à droite, celui de l’image virtuelle est à gauche.