1ère S

Tale S
Spécialité
Produire des images, observer
LES LENTILLES CONVERGENTES
1°) Objet
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et image
Un objet est un ensemble de points objets.
Un point objet est un point lumineux d’où partent des rayons.
L’image d’un point objet par un système optique est un point image. Il est situé à l’intersection des rayons qui
émergent du système optique et qui proviennent du point objet.
• L’image de l’objet est formée de l’ensemble des points image de chacun des points de cet objet.
2°) Caractéristiques d’une lentille mince
• Le centre de symétrie de la lentille est appelé centre optique, et généralement noté O. Les rayons lumineux
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passant par le centre optique ne sont pas déviés.
L’axe optique de la lentille est perpendiculaire au plan de la lentille et passe par le centre optique O. Il est
orienté dans le sens de propagation de la lumière.
Le foyer image est le point F’ de l’axe optique, tel qu’à tout rayon incident parallèle à l’axe optique est
associé un rayon émergent passant par F’.
Le foyer objet est le point F de l’axe optique, tel qu’un rayon incident passant par F émerge parallèlement à
l’axe optique.
La distance focale f ‘d’une lentille, s’exprimant en mètre (m), se note f’ : f’ = OF' = − OF
1
La vergence C, s’exprimant en dioptrie (δ) est définie par : C =
f'
3°) Construction graphique d’une image
a) L’objet est situé à une distance supérieure à la focale de la lentille
L’image est plus petite que l’objet et renversée.
b) L’objet est situé à l’infini
L’image est située dans le plan focal image, et renversée.
c) L’objet est situé dans le plan focal objet
L’image est à l’infini.
d) L’objet est situé à une distance inférieure à la focale de la lentille
L’image est droite, plus grande que l’objet, et du même côté de la lentille que celui-ci.
4°) Relation de conjugaison et grandissement
a) Relation de conjugaison de Descartes
Soit une lentille de centre optique O, A un point objet situé sur l’axe optique et A’ son image par la lentille.
1
1
1
−
=
Les positions de A et de A’ sont liées par la relation de conjugaison de Descartes :
OA' OA OF'
b) Relation de grandissement
Le grandissement γ est défini par : γ =
OA'
=
A ' B'
OA
AB
Rq. : Le grandissement est un nombre sans dimension.
c) Les conditions de Gauss (notion de stigmatisme)
Les conditions de Gauss sont respectées si l’angle entre les rayons qui traversent la lentille et l’axe optique
est petit et si les rayons sont faiblement écartées de l’axe optique : on dit que les rayons sont paraxiaux.
Dans les conditions de Gauss, les relations et constructions géométriques indiquées ci-dessus sont valables.
Expérimentalement, ces conditions sont obtenues en plaçant un diaphragme près de la lentille.