cours optique 1S

Chapitre 1
•
Les lentilles convergentes
1.
Un objet est une multitude de points-objet ; l’image est l’ensemble des points-images
obtenus.
Modélisation de l’oeil
A’
A
Œil
Modélisation
Cristalin
Lentille convergente
Rétine
Écran
Iris
Diaphragme
A
O
O
A’
Muscles
ciliaires
2.3. Marche des rayons
Rétine
Cornée
Diaphragme ou
support de la
lentille
Lentille
Écran
Nerf optique
•
Le rayon passant par le centre optique n’est pas dévié
•
Le rayon émis parallèlement à l’axe optique émerge en passant par le foyer côté image.
•
Le rayon passant par le foyer côté objet émerge parallèlement à l’axe optique.
Iris
Cristallin
2.
A
Plan focal
côté objet
Plan focal
côté image
Modèle des lentilles convergentes
O
2.1. Schéma
L’axe optique est orienté dans le sens
du trajet de la lumière.
O
Côté objet
F’
F
Lentille convergente
Centre optique
Axe optique
A’
Côté image
2.2. Objet et image conjuguée
•
Les rayons émis par un point A et traversant une lentille convergente :
Soit convergent vers un point A’ (l’image est réelle),
Soit semblent provenir d’un même point A’ (cas d’une loupe : l’image est virtuelle).
•
Le point A est le point objet et le point A’ est le point image. Ces deux ponts sont
conjugués.
2.4. Notation mathématique
•
•
Pour repérer les positions des points objets et images,
on introduit les grandeurs algébriques : des
longueurs qui peuvent être positives ou négatives
selon la position des points.
A! ! ! ! ! B! ! ! ! ! +
Ici, les points A et B sont dans l’ordre de l’orientation de l’axe : la grandeur AB est
positive.
Remarque : AB
= −BA
2.5. Distance focale et vergence
•
La distance entre le centre optique et le foyer côté image est la distance focale : f’ = OF � ,
exprimée en mètre.
•
On introduit la vergence de la lentille C =
1
en dioptries (symbole !, homogène à des
f�
m-1 ).
3.
Position et taille d’une image
•
Objet à distance finie : voir plus haut (marche des rayons)
•
Objet à distance infinie : les rayons semblent arriver parallèles entre eux. L’image est dans
le plan focal.
A
O
F’
F
A’
4.
Relation de conjugaison et de grandissement
•
La relation de conjugaison lie les positions de l’objet et de l’image :
1
1
1
−
=
=C
OA�
OA
OF �
Les grandeurs sont algébriques et exprimées en mètre.
•
Le grandissement est défini par :γ
=
A� B �
OA�
=
AB
OA
Les grandeurs sont algébriques et exprimées en mètre.