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, c’est-à-dire qui celles ayant les deux cotés bombés vers l’extérieur et la lentille divergente biconcave c’est-à-dire 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.