FORMATION DES IMAGES OPTIQUES (1)

Séance n°1 :
FORMATION DES IMAGES OPTIQUES (1)
I- Pourquoi un objet est-il visible ?
A quelle condition Arthur peut-il lire son journal ?
Arthur ne peut lire son journal que si le lampadaire est allumé. Ceci devient impossible en l’absence de
toute lumière.
Un objet n’est visible que s’il est éclairé.
Si le lampadaire est allumé, pourquoi Arthur et Brigitte peuvent-ils lire le journal ?
La lumière reçue par le journal est renvoyée dans la direction d’Arthur et dans celle de Brigitte.
Un objet visible diffuse de la lumière.
Pourquoi Arthur ne voit-il pas le lampadaire ni le pot de fleurs posé sur la table ?
Arthur ne voit ni le lampadaire ni le pot de fleurs car la lumière provenant de ces deux objets ne
pénètre pas dans ses yeux.
Un objet, lumineux ou éclairé, est visible si la lumière qu’il envoie pénètre dans l’œil de
l’observateur.
Quelle est la différence fondamentale entre un objet lumineux et un objet éclairé ?
Un objet lumineux constitue une source primaire de lumière alors qu’un objet éclairé constitue une
source secondaire de lumière.
Les sources primaires produisent de la lumière.
Ex : Soleil, étoiles, lampes, laser, bougies,phares de voitures……
Les sources secondaires sont des objets qui diffusent (renvoient) la lumière provenant d’une
source primaire.
Ex : Planètes, tous les objets visibles,……
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II- Comment la lumière se propage-t-elle ?
Quel est le chemin suivi par la lumière entre le lampadaire et le journal puis entre le journal et l’œil
d’Arthur ?
La réponse à cette question sera donnée soit par des exemples de faisceaux de lumière délimités par
des lignes droites pris dans la vie quotidienne (projecteur de cinéma, phares de voiture, lumière solaire
au travers de nuages,…) soit par l’expérience utilisant un laser et de la poussière de craie.
Pourquoi ne voit-on pas un objet caché ?
Un objet, source primaire ou secondaire, ne peut être vu que si la lumière provenant de l’objet pénètre
dans l’œil de l’observateur. Un rayon lumineux, trajet suivi par la lumière, doit joindre l’objet à l’œil.
Dans un milieu transparent et homogène, la lumière se propage en ligne droite. Elle ne contourne
pas les objets
III- Qelle est l’anatomie « physicienne » de l’oeil ?
Lorsque la lumière pénètre dans l’œil d’Arthur que traverse-t-elle ? Que rencontre-t-elle ?
Lorsque la lumière pénètre dans l’œil d’Arthur, elle traverse tout d’abord l’ensemble pupille-iris puis
le cristallin et elle rencontre enfin la rétine.
Pour le physicien, l’œil est constitué de trois parties principales :
• L’ensemble pupille-iris qui joue le rôle de diaphragme (ouverture circulaire de diamètre
variable) ;
• Le cristallin qui joue le rôle de lentille ;
• La rétine qui joue le rôle d’écran.
IV- Qu’est ce qu’une lentille ?
Qu’est-ce qu’une lentille ? Où trouve-t-on des lentilles ?
Une lentille est un bloc transparent de verre ou de plastique que l’on trouve dans les principaux
instruments d’optique (lunettes, lentilles de contact, loupe, jumelles, microscope, objectif
photographique, …)
Elle a pour effet de modifier le trajet de la lumière du fait de son passage à travers celle-ci.
V- Qu’est ce qui différentie les lentilles entre elles ?
1- Au toucher
Expérience :
Prendre diverses lentilles entre ses doigts et essayer de les classer en comparant, pour chaque lentille,
les épaisseurs au centre et au bord.
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Observations :
On trouve des lentilles épaisses au centre mais à bord fin et des lentilles fines au centre mais à bord
épais.
Conclusion :
Il existe deux types de lentilles :
• des lentilles à bord mince symbolisées par
• des lentilles à bord épais symbolisées par
2- Par déviation d’un faisceau lumineux
Les expériences de cette partie sont réalisées, sur un tableau magnétique blanc, à l’aide d’une source lumineuse
pouvant délivrer un faisceau de rayons lumineux parallèles et de lentilles (Matériel PIERRON).
Expérience(professeur) :
Faire arriver un faisceau de rayons lumineux parallèles sur une lentille de chaque type. Observer les
rayons qui émergent de ces lentilles.
Observations :
La largeur du faisceau de lumière diminue.
Plus la lentille est bombée, plus le point C
proche de celle-ci.
C
La largeur du faisceau de lumière augmente.
Conclusion :
Une lentille à bord mince (centre plus épais) diminue la largeur du faisceau de lumière, elle est dite
convergente. Plus une lentille est bombée plus elle est convergente.
Une lentille à bord épais augmente la largeur du faisceau de lumière (les rayons lumineux se
« s’éloignent » les uns des autres), elle est dite divergente.
3- Par observation d’un texte
Expérience :
Observer un texte posé sur la table au travers d’une lentille convergente puis au travers d’une lentille
divergente.
Observations :
Au travers de la lentille convergente le texte apparaît plus grand alors que au travers de la lentille
divergente il apparaît plus petit.
Conclusion :
Une lentille convergente a un effet de grossissement des objets (loupe).
Une lentille divergente a un effet de réduction des objets.
Remarque : Nous nous limiterons dorénavant à l’étude des lentilles convergentes car dans l’œil le
cristallin joue le rôle d’une lentille convergente.
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