Physique·PhysiquePremière

Lentilles minces et formation d'images

Les lentilles plient la lumière. Tes lunettes aussi. Coïncidence ?

Cours

Lentille convergente

Une lentille mince convergente a deux foyers symétriques $F$ (objet) et $F'$ (image), de distance focale $f' = OF'$ (en m).

Vergence : $C = 1/f'$ en dioptries (δ).

Rayons particuliers

  1. Rayon passant par le centre optique O → non dévié
  2. Rayon parallèle à l'axe optique → ressort en passant par F'
  3. Rayon passant par F → ressort parallèle à l'axe

Relation de conjugaison

$$\frac{1}{\overline{OA'}} - \frac{1}{\overline{OA}} = \frac{1}{f'}$$

Grandissement

$$\gamma = \frac{\overline{A'B'}}{\overline{AB}} = \frac{\overline{OA'}}{\overline{OA}}$$

  • $\gamma > 0$ : image droite
  • $\gamma < 0$ : image renversée
  • $|\gamma| > 1$ : image agrandie

Image réelle / virtuelle

  • Réelle : peut être projetée sur un écran ($\overline{OA'} > 0$)
  • Virtuelle : vue à travers la lentille (loupe)

Formules clés

Vergence
C = 1/f'
Conjugaison
1/OA' − 1/OA = 1/f'
Grandissement
γ = A'B'/AB = OA'/OA

Méthodes

Construire l'image d'un objet AB

  1. 1Tracer les 3 rayons particuliers depuis B
  2. 2B' est leur point d'intersection
  3. 3A' est sur l'axe optique, à la verticale de B'

Astuces & pièges

Astuce de bg

Convention : distances algébriques, sens de propagation positif. OA d'un objet réel est NÉGATIF.

Piège à éviter

Une loupe (objet entre O et F) donne une image VIRTUELLE, droite, agrandie. Pas projetable sur écran.

Teste-toi

1.Une lentille de vergence 5 δ a pour distance focale :

2.Une image virtuelle :

Exercices corrigés

Tu galères ? Normal. Cherche d'abord, regarde le corrigé après.

EX. 01Facile

Une lentille convergente a une vergence C = +5 δ. Calculer sa distance focale f'.

EX. 02Moyen

Objet AB placé à OA = −30 cm d'une lentille de f' = 10 cm. Calculer OA' et le grandissement γ.

EX. 03Difficile

Pour projeter une image 3× plus grande sur un écran à 2 m de la lentille, quelle vergence choisir ?

Pour aller plus loin

Vidéos, fiches et exos vérifiés (Maths et tiques, Lumni, Khan Academy, Physagreg…).