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Les foyers d'une lentille mince convergente

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Objectifs

Identifier une lentille convergente.
Utiliser le modèle de la lentille mince et déterminer les foyers et la distance focale.

Points clés

Les lentilles convergentes sont minces sur les bords et épaisses au centre.
Dans la modélisation d’une lentille mince convergente, on les caractérise par :
- un centre optique O ;
- un axe optique ;
- un foyer objet F ;
- un foyer image F'.
La distance entre le foyer image F’ et le centre optique O est appelée distance focale et est notée .
Propriétés des lentilles minces convergentes :
- tout rayon incident passant par le centre optique O n’est pas dévié ;
- tout rayon incident parallèle à l’axe optique ressort de la lentille en passant par le foyer image F’ ;
- Tout rayon incident qui passe par le foyer objet F ressort de la lentille parallèlement à l’axe optique.

Pour bien comprendre

La réfraction

1. Comment reconnaitre une lentille convergente ?

On appelle lentille un objet transparent, généralement en verre, capable de réfracter la lumière.
On définit ainsi une lentille comme étant constituée d’un milieu transparent possédant au moins une face non plane.

Les lentilles convergentes sont celles qui sont minces sur les bords et épaisses au centre.

Exemple de lentilles convergentes

Schéma des différents types de lentilles convergentes

2. Le modèle de la lentille mince convergente

On schématise une lentille mince convergente par une double flèche.

Modélisation d’une lentille mince convergente

Une lentille mince convergente présente un axe de symétrie, appelée axe optique. Le centre de la lentille mince convergente est appelé centre optique et est noté O.

Schéma d’une lentille mince convergente

3. Les caractéristiques de la lentille mince convergente

a. Les caractéristiques

Les lentilles minces convergentes transforment le faisceau parallèle de la lampe en un faisceau convergent en un point appelé foyer image et noté F’.

Les lentilles minces convergentes sont caractérisées par leur distance focale qui correspond à la distance entre le point O (centre optique) et F’ (foyer image).

Par symétrie par rapport au centre O, on trouve un autre point particulier : le foyer objet F.

Modèle de la lentille mince convergente

b. Les propriétés optiques

Une lentille mince convergente possède les propriétés optiques suivantes :

Tout rayon incident passant par le centre optique O n’est pas dévié.

Schéma de rayons passant par le centre optique de la lentille
Tout rayon incident parallèle à l’axe optique ressort de la lentille en passant par le foyer image F’.

Schéma de rayons incidents parallèles à l’axe optique
Tout rayon incident qui passe par le foyer objet F ressort de la lentille parallèlement à l’axe optique.

Schéma de rayons incidents passant par le foyer objet F