Lentilles minces

1. Définitions :

• Lentille : C’est un milieu transparent limité par deux surfaces dont l’une au moins est sphérique.
• Lentille convergente : C'est une lentille qui, traversée par un faisceau lumineux parallèle, donne un faisceau lumineux convergent.
• Lentille divergente : C'est une lentille qui, traversée par un faisceau lumineux parallèle, donne un faisceau lumineux divergent.

2. Caractéristique d’une lentille mince

Les caractéristiques d’une lentille mince sont : le centre optique, l’axe principal, les foyers, la vergence et la distance focale.

• Le centre optique : Tout rayon lumineux passant par le centre optique O d’une lentille traverse la lentille sans être dévié.
  
  
• L'axe optique ou axe principal : L’axe optique est la perpendiculaire à la lentille à son centre optique.
  
  
• Les foyers

• • Foyer principal image $(F’)$ : C’est le point de rencontre des rayons émergents.
  • Foyer principal objet $(F)$ : C’est le point de rencontre des rayons incidents.

Remarque :

Les rayons incidents sont les rayons qui arrivent sur le système, tandis que les rayons émergents sont ceux qui sortent du système.

• La distance focale $(f)$ :

 C’est la distance algébrique entre $O$ et $F$. $\color{orangered}{f = OF}$. Elle s’exprime en mètre (m).

• La vergence (C) :

 C’est l’inverse de la distance focale. Elle s’exprime en dioptrie $\bf (\delta)$

$\color{red}{C = \dfrac{1}{f}}$

Remarque :

• Pour une lentille convergente $f > 0$ et $C > 0$
• Pour une lentille divergente $f < 0$ et $C < 0$
•  

Représentation symbolique des lentilles minces :

1. Règles de construction de l’image : 

• Un rayon incident qui passe par le centre optique n’est pas dévié. 
  
• Un rayon incident parallèle à l’axe optique émerge en passant par le foyer image F’.
  
• Un rayon incident passant le foyer objet F émerge parallèlement à l’axe optique.
  

2. Construction de l’image 

Caractéristiques d’une image : 

• Nature : réelle ou virtuelle
• Sens : renversée ou droite
• Grandeur (taille) : plus grande, plus petite ou égale à l’objet 

Image donnée par une lentille convergente

Grandissement

On appelle grandissement le rapport de la dimension de l’image à la dimension de l’objet :

$\color{orangered}{G=\dfrac{A^{\prime} B^{\prime}}{AB}}$

$G$ s’exprime sans unité ;
$A’B’$ : dimension de l’image (m) ;
$AB$ : dimension de l’objet (m).     

1. L’œil et ses défauts optiques 

L’œil normal 

Lorsque nous observons un objet très loin, les rayons lumineux provenant de cette source secondaire traversent le cristallin et convergent sur la rétine. Pour les objets proches, le cristallin devient plus convergent et l’image se forme sur la rétine. On peut donc considérer l’œil comme un système optique comprenant une lentille (cristallin) qui forme une image sur un écran (rétine). Le cristallin est une lentille convergente souple de distance focale variable.

L’œil myope

L’œil myope ne voit pas correctement les objets éloignés. Leurs images se forment avant la rétine. On dit que l’œil myope est trop convergent ou trop long. Cette anomalie est corrigée avec une lentille divergente qui arrive le faisceau lumineux émergent

L’œil presbyte et l’œil hypermétrope

L’œil presbyte et l'œil hypermétrope ne voient pas les objets proches car leurs images se forment après la rétine. Le cristallin ne converge pas suffisamment. Cette anomalie se corrige avec une lentille convergente qui rabat davantage les rayons lumineux émergents.

œil hypermétrope