Fiche de révision : Les lentilles convergentes

Les lentilles optiques

• Une lentille est un composant fabriqué dans un matériau transparent et isotrope, conçu pour faire diverger ou converger la lumière.
• Une lentille convergente :
• a les bords plus minces que le centre ;
• est symbolisée par une double flèche orientée vers l’extérieur ;
• converge les faisceaux lumineux qui la traversent.
• Une lentille divergente :
• a les bords plus épais que le centre ;
• est symbolisée par une double flèche orientée vers l’intérieur ;
• diverge les faisceaux lumineux qui la traversent vers l’infini.
• Les plus utilisées sont la lentille convergente biconvexe, celles ayant les deux cotés bombés vers l’extérieur, et la lentille divergente biconcave, les deux cotés bombés vers l’intérieur.

La lentille mince convergente

• Le centre optique $O$ est le point par lequel le faisceau lumineux ne sera pas dévié.
• La lumière ayant une propagation rectiligne dans un milieu homogène, les faisceaux lumineux parallèles atteignent la lentille convergente les faisant converger en un point, appelé le foyer image $F^{\prime}$. Pour une lentille convergente, ce point est toujours situé après la lentille.
• La distance focale $f$ est la distance entre le centre optique et le foyer.
• Le point symétrique au foyer image $F^{\prime}$ par rapport à la lentille est le foyer objet $F$. Tout faisceau passant par le foyer objet sortira parallèle à l’axe optique de la lentille convergente.

Image réelle d’un objet à travers une lentille mince convergente

• Une image est dite réelle si les rayons convergent vers un point d’intersection situé après la lentille.
• L’image est alors obtenue après la lentille.
• L’image donnée par une lentille convergente est réelle si l’objet est situé avant le foyer objet.
• Soit le segment $AB$ suivant. Soit $A^{\prime}B^{\prime}$ l’image de $AB$ par la lentille convergente. Pour tracer $A^{\prime}B^{\prime}$ :
• tout faisceau passant par le centre optique n’est pas dévié. Ainsi, le faisceau passant par $B$ et $O$ n’est pas dévié ;
• le faisceau parallèle à l’axe optique passant par $B$ sera convergé vers le foyer image $F^{\prime}$ ;
• le point d’intersection de la droite $BO$ et du faisceau convergé est le point image $B^{\prime}$ ;
• la droite perpendiculaire à l’axe optique passant par $B^{\prime}$ coupe l’axe optique en $A^{\prime}$.
• L’image d’un objet placé avant le foyer objet d’une lentille convergente est inversée par rapport à l’objet.