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
- Rayon passant par le centre optique O → non dévié
- Rayon parallèle à l'axe optique → ressort en passant par F'
- 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
Méthodes
Construire l'image d'un objet AB
- 1Tracer les 3 rayons particuliers depuis B
- 2B' est leur point d'intersection
- 3A' est sur l'axe optique, à la verticale de B'
Astuces & pièges
Convention : distances algébriques, sens de propagation positif. OA d'un objet réel est NÉGATIF.
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.
Une lentille convergente a une vergence C = +5 δ. Calculer sa distance focale f'.
Objet AB placé à OA = −30 cm d'une lentille de f' = 10 cm. Calculer OA' et le grandissement γ.
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…).