Chapitre 2 : Les lentilles
1/ Les 2 types de lentilles
Définition : Une lentille est un objet en plastique ou en verre transparent capable de dévier des rayons de lumière.
On distingue des lentilles convergentes et divergentes.
Lentille convergente Lentille divergente
Aspect (vue en coupe)
Forme Bords minces, centre épais Bords épais, centre mince Symbole
Observation d’un texte à travers
Le texte est agrandi. Si on éloigne la lentille, il apparaît flou et à
l’envers. Le texte est rétréci
Effet sur des rayons lumineux parallèles
Les rayons convergents en un point F’ juste après la lentille
Les rayons divergent juste après la lentille
Peut jouer le rôle de
loupe OUI NON
2/ Plus de détails sur la lentille convergente…
A/ Vocabulaire
La distance focale notée f (distance OF’) est la distance entre la lentille et le point où se concentre la lumière qui s’appelle le foyer F’.
L’axe qui passe par le centre de la lentille et perpendiculaire à celle-ci est appelé axe optique O.
Enfin, le centre de la lentille est appelé centre optique O.
Une lentille est caractérisée par sa distance focale f inscrite dessus (entre + 20 cm et +100 cm)
F’
B/ Effet de la forme sur la distance focale f
Conclusion : Plus la lentille est bombée, plus les rayons convergents fortement.
C/ Mesure d’une distance focale f
Pour déterminer la distance focale d’une lentille, il faut éclairer cette lentille par une source générant des rayons parallèles (source éloignée comme le soleil ou le néon de la salle). On cherche alors l’endroit où les rayons vont se rencontrer en un point. L’écran est alors placé au foyer de la lentille. La distance lentille-écran nous donne la valeur de la distance focale f.
3/ Obtenir une image avec une lentille convergente
A/ Cas n°1 : Objet situé à une distance d supérieure à f (utilisation « PROJECTEUR »)
Place un F lumineux (devant la source lumineuse) à une distance supérieure à la distance focale de la lentille.
Conclusion : Quand la lentille se trouve à une distance supérieure à la distance focale, il se forme
une image renversée et agrandie de l’objet sur l’écran.
Règle n°1 : Tout rayon qui arrive sur la lentille parallèlement à l’axe optique converge en passant par le foyer F’.
Règle n°2 : Tout rayon passant par le centre optique O de la lentille n’est pas dévié.
Règle n°3 : Tout point lumineux de l’objet donne un point lumineux image. C’est l’intersection de deux rayons qui indiquent la position du point image.
Remarque 1: On considère ici que le soleil est suffisamment éloigné pour que ses rayons arrivent parallèlement.
Remarque 2 : Au niveau du foyer, l’énergie lumineuse est concentrée et peut créer un feu(= foyer)
Distance d distance focale f F’
Ecran
Représentation « plus classique » dans le plan :
axe optique O
F
Objet
Image renversée et agrandie
A F’
B
A’
B’
O
F’
A B
A’
B’
O
A F’
B
A’
B’
O
Grandissement :
= A’B’/AB =5/2 = 2,5
Grandissement :
= A’B’/AB =5/4 =1,25
Grandissement :
= A’B’/AB = 5/2 = 2,5
Application : Dessine l’image de l’enfant à travers la lentille :
B/ cas n°2 : Objet situé à une distance d inférieure à la distance focale f (Utilisation LOUPE)
Place un F lumineux (devant la source lumineuse) à une distance inférieure à la distance focale de la lentille.
A F’
B
A’
B’
O
Grandissement :
= A’B’/AB = 2/4 = 0,5
F’
A B A’
B’ O
Application : Dessine l’image de l’enfant à travers la lentille
