Formation d'une image par une lentille mince convergente

 Publié le August 31, 2021  |  4 minutes  |  715 mots  |  

L’objectif de cette séance est de se remettre en mémoire les conditions d’obtention et les caractéristiques d’une image formée par une lentille mince convergente en fonction de la position de l’objet. Dans un second temps, on rappellera comment on peut déterminer la distance focale d’une lentille expérimentalement.

Différentes méthodes d’obtention des position, taille et sens d’une image selon la distance entre l’objet et la lentille

Obtention, position et caractéristiques d’une image

  • Mesurer la taille de l’objet dont on veut former l’image et noter son orientation.
  • Choisir une lentille mince convergente de vergence $V = \pu{10 \delta}$.
  • Placer cette lentille à $\pu{30 cm}$ de l’objet.
  • Déplacer l’écran jusqu’à obtention d’une image nette sur cet écran.
  • Noter la distance entre la lentille et l’écran, la taille de l’image et son sens. En déduire la valeur du grandissement $\gamma$.
  • Recommencer ces opérations, pour des distances entre l’objet et la lentille égales à : $\pu{20 cm}$ et $\pu{15 cm}$.
  • Placer maintenant l’objet à $\pu{10 cm}$ puis $\pu{5 cm}$. Est-il possible d’obtenir une image nette sur l’écran ?
  • Dans chacun des deux derniers cas, placer (avec précaution), son œil selon l’axe de la lentille vers l’objet. Existe-t-il une image ?

  1. Rappeler la relation qui existe entre la vergence $V$ d’une lentille et sa distance focale $f’$.
    En déduire la valeur de la distance focale de la lentille.

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Lentille mince convergente  Formation image  Rayons particuliers  Lentille  Lentille convergente  Distance focale  Foyer image  Foyer objet  Axe optique  Centre optique 

Construction d'une lunette afocale

 Publié le August 31, 2021  |  7 minutes  |  1314 mots  |  

  • Une lunette astronomique est un instrument optique composé de lentilles et permettant d’augmenter la luminosité et la taille apparente des objets du ciel lors de leur observation.
  • Une lunette astronomique est dite afocale lorsque l’image d’un objet situé à l’infini se trouve elle aussi à l’infini.
    Un œil humain parfait étant fait pour observer un objet situé à l’infini, il n’accommode pas lorsqu’il observe une image à travers une lunette astronomique afocale (les myopes et les hypermétropes compensent par le réglage oculaire). L’observation se fait alors sans fatigue.

Le principe de cette activité doit être bien compris avant toute manipulation !

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Lentille mince convergente  Formation image  Association de lentilles  Rayons particuliers  Lentille  Lentille convergente  Distance focale  Foyer image  Foyer objet  Axe optique  Centre optique  Lunette 

Exercices d'optique géométrique

 Publié le May 16, 2021  |  11 minutes  |  2193 mots  |  

Étude de lentilles convergentes

On dispose d’un banc d’optique, d’un objet lumineux $AB$ de hauteur $\pu{3,5 cm}$, d’une lentille convergente $L_1$ de centre $O_1$, de distance focale $f’_1 = \pu{10,0 cm}$, d’une lentille $L_2$ de centre $O_2$, de distance focale $f’_2$ inconnue et d’un écran. Le point objet $A$ est situé sur l’axe optique.

  1. L’objet lumineux est placé à une distance de $\pu{15,0 cm}$ de la lentille $L_1$.
    Où doit-on placer l’écran afin de visualiser une image nette de AB à travers la lentille $L_1$ ?
Solution

  • Relation de Descartes : $$ \dfrac{1}{\overline{O_1A’ }} - \dfrac{1}{\overline{O_1A}} = \dfrac{1}{f’_1} \iff \overline{O_1A’ } = \dfrac{f’_1 \cdot \overline{O_1A}}{\overline{O_1A} + f’_1} $$

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Lentille mince convergente  Relation de conjugaison  Lunette  Grossissement  Loupe 

Formation d'une image à l'aide d'une lentille mince convergente

 Publié le November 18, 2020  |  6 minutes  |  1184 mots  |  

Lentille

Une lentille est constituée d’un matériau transparent limité par deux surfaces sphériques ou une surface sphérique et une surface plane. Elle possède un axe de symétrie appelé axe optique. À chacune de ses surfaces la lumière est réfractée.

Une lentille réfracte donc la lumière deux fois :

  • à l’interface air - matériau (lorsque la lumière entre dans la lentille) ;
  • à l’interface matériau - air (lorsque la lumière sort de la lentille). En fonction de la forme de la surface de la lentille, la lumière est réfractée différemment.

Objet et image

Une lentille donne d’un objet une image dont la position et la taille dépendent de la distance fixée entre l’objet et la lentille.

Précisons la définition d’un objet et d’une image.

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Lentille mince convergente  Formation image  Geogebra  Rayons particuliers  Lentille  Lentille convergente  Distance focale  Foyer image  Foyer objet  Axe optique  Centre optique