Construction graphique de l'image d'un point objet situé à l'infini par une lentille convergente : application à la mesure de la distance focale

On utilise toujours les trois règles de construction :

• Règle 1 : Un rayon incident (1), passant par le centre optique O, n'est pas dévié.

• Règle 2 : Un rayon incident (2), parallèle à l'axe optique, émerge de la lentille en passant par le foyer image F'.

• Règle 3 : Un rayon incident (3), passant par le foyer objet F de la lentille, donne un rayon émergent, parallèle à l'axe optique.

Après la traversée de la lentille, les rayons parallèles convergent dans le plan focal image : l'image est renversée et plus petite que l'objet.

On peut aussi utiliser les relations de conjugaison et de grandissement de Descartes pour déterminer la position et la dimension de l’image A’B’ d’un objet AB.

Cette première méthode pour déterminer la distance focale d’une lentille convergente est simple à exécuter : si on obtient sur un écran une image nette, d'un objet lumineux très éloigné dont les rayons proviennent de l'infini (comme le Soleil par exemple) alors la distance mesurée entre la lentille et l'écran, sera la distance focale de cette lentille convergente : f'  = OA' .

Pour effectuer cette expérience, on place sur l'écran un morceau de papier millimétré pour comparer plus facilement les tailles de l'objet et de son image.