TP – Lentilles minces convergentes
I – Les lentilles minces
Faire les expériences afin de compléter le tableau ci-dessous :
Type de lentille Lentille convergente Lentille divergente
Quelle est la forme de la lentille ?
Les bords sont moins épais que le centre : la lentille
convergente est une lentille à bord minces
Lentilles à bords épais
Quelle est l’image d’un objet proche ?
Image grossie / petite Texte plus grand
Image grossie / petite Texte plus petit Quelle est l’image d’un objet
éloigné ?
Image renversée (à l’envers) Image droite (à l’endroit)
Représenter le symbole de la
lentille
Quel est l’effet de la lentille sur un faisceau lumineux ? (Tracer les rayons lumineux
qui traversent la lentille)
Le faisceau émergent est convergent
Le faisceau émergent est divergent
Pour réviser, faire le QCM : https://learningapps.org/view5440895
II – Distance focale et vergence d’une lentille convergente
Mesure expérimentale de la distance focale de lentilles convergentes :
Mesurer alors à l’aide d’une règle la distance table-lentille : cette valeur correspond à la distance focale.
La vergence C, grandeur utilisée par les opticiens, est égale à l’inverse de la distance focale image :
F’ F’
C = où f’ = ′ : distance focale (en mètre) C est en dioptrie (symbole de l’unité : δ)
On utilisera comme source lumineuse le plafonnier de la pièce, une lentille
convergente et comme écran, une table (ou une feuille) placée exactement sous le
plafonnier. On déplace la lentille par rapport à la table jusqu’à observer une image nette (une tache lumineuse) sur la table.
Nota Bene : Plus la distance focale est petite, plus la vergence est grande, plus elle est convergente et plus elle est bombée.
Compléter le tableau :
Lentille convergente f1' = 5 cm = 0,05 m C1 = =
, = 20 δ Lentille convergente f2' = 8 cm = 0,08 m C2 = =
, = 12,5 δ
III – Les éléments d’une lentille mince convergente
Complétez le schéma :
f' = > 0 : la distance focale f’ est positive pour une lentille convergente
III – Image d’un objet formée par une lentille convergente
1. Où est l’image d’un objet ? Aller sur le site :
https://www.pccl.fr/physique_chimie_college_lycee/quatrieme/optique/lentille_convergent e.htm
Cliquer sur interprétation pour visualiser les points objet A, B et les points images A’ et B’.
- Vérifier qu’à chaque point objet correspond un point image et un seul : A’ est l’image de A et B’ est l’image de B.
2. Construction de l’image d’un objet par une lentille convergente Aller sur le site :
http://www.sciences.univ-
nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/optiqueGeo/lentilles/construction_lentille.php?typanim=J avascript
et cliquer sur puis tracer les 3 rayons sur le schéma : 1) Tout rayon incident passant par le centre optique O n’est pas dévié.
2) Tout rayon incident parallèle à l’axe optique émerge de la lentille en passant par le foyer image F’
3) Tout rayon passant par le foyer objet F émerge de la lentille parallèle à l’axe.
L’image B’ de l’objet B est à l’intersection des rayons émergents.
Lentille divergente
F : foyer objet F’ : foyer image
f' : distance focale
0 : centre optique Axe optique
Lentille divergente
f' = < 0 : f’ est négative pour une lentille divergente
f' =
3. Expérience : Image d’un objet formée par une lentille convergente On réalise le montage suivant :
1. Utiliser la simulation (afficher la grille) pour compléter les lignes 2, 3, 4èmes lignes le tableau : http://www.sciences.univ-
nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/optiqueGeo/lentilles/lentille_mince.php?typanim=Javascr ipt
Réaliser le montage en utilisant une lentille mince convergente de distance focale f’.
Déterminer la position, la taille et le sens de l’image donnée par la lentille dans les 4 cas suivants : A1O = 4f’ ; A1O = 3f’ ; A1O = 2f’ ; A1O = 1,5 f’.
Lanterne + objet Lentille Ecran
B’
Position de l’objet (f’ = 20,0 cm)
A1O = 4f’
= 80,0 cm
A1O = 3f’
= 60,0 cm
A1O = 2f’
= 40,0 cm
A1O = 1,5 f’
= 30,0 cm Position (de l’image
par rapport à 0) 26,7 cm 30,0 cm 40,0 cm 60,0 cm
Taille de l’image
3 cm 5,0 cm 10, 0 cm 20,0 cm
Sens de l’image :
droite ou renversée ? renversée renversée renversée renversée Grandissement :
γ = − = -0,3 = -0,5 = -1 = - 2
Vérification , = -0,30 = -0,5 = -1 = - 2
2. Calculer le grandissement pour chaque cas et compléter la 5ème ligne du tableau.
3. Vérifier que γ = − à à (6ème ligne du tableau)
4. Placer l’objet tel que A10 = 4f’. Que constate-t-on quand on rapproche la lentille de l’objet ?
L’image s’éloigne de la lentille et devient de plus en plus grande 5. Que se passe-t-il si A10 < f’ ?
Aucune image se forme sur l’écran : pas d’image réelle. L’image est droite et agrandie. Elle se forme avant la lentille, elle est donc virtuelle (C’est le principe de la loupe)
6. Que se passe-t-il si A10 = f’ ?
L’image se forme à l’infini et elle est droite, agrandie et réelle
