Les lentilles minces sphériques

1. Les lentilles minces sphériques

2. 1. Présentation.

3. 1. Présentation. 1.1. Définition.

4. 1. Présentation. 1.1. Définition. Une lentille est l’association de deux dioptres dont l’un au moins est sphérique.

5. Air C2 S2 C1 O S1 Indice n

6. Dioptre 1 Air C2 S2 C1 O S1 Indice n

7. Dioptre 2 Air C2 S2 C1 O S1 Indice n

8. Air Centre de la lentille C2 S2 C1 O S1 Indice n

9. 1.2. Lentilles minces.

10. 1.2. Lentilles minces. Une lentille est dite mince quand son épaisseur est faible par rapport aux rayons de courbure de ses dioptres constitutifs.

11. 1.2. Lentilles minces. Une lentille est dite mince quand son épaisseur est faible par rapport aux rayons de courbure de ses dioptres constitutifs. On a : C1S1 >> S1S2et C2S2>> S1S2 On considère alors l’épaisseur de la lentille comme négligeable, et que S1et S2 sont confondus avec O.

12. Différents types de profils de lentilles :

13. 2. Marche des rayons lumineux dans une lentille.

14. 2. Marche des rayons lumineux dans une lentille. 2.1. Lentille convergente, lentille divergente.

15. Lentille biconvexe

16. Rayon incident

17. Normale

18. Rayon réfracté

19. Normale

20. Rayon réfracté

21. Le rayon se converge vers l’axe : la lentille est convergente

22. Lentille biconcave

27. Le rayon s’éloigne l’axe : la lentille est divergente

28. 2.2. Foyers d’une lentille.

29. 2.2. Foyers d’une lentille. • Le foyer objet F est le point de l'axe optique tel que tout rayon passant par F sorte parallèle à l'axe optique.

30. 2.2. Foyers d’une lentille. • Le foyer objet F est le point de l'axe optique tel que tout rayon passant par F sorte parallèle à l'axe optique. • Le foyer image F' est le point de l'axe optique tel que tout rayon passant par F ' vienne d'un rayon incident parallèle à l'axe optique.

31. Distance focales : • La distance focale objet est la distance entre le centre de la lentille O et le foyer objet F.

32. Distance focales : • La distance focale objet est la distance entre le centre de la lentille O et le foyer objet F. • La distance focale image est la distance entre le centre de la lentille O et le foyer objet F’.

33. On note :

34. On note : En raison de la symétrie de la lentille mince :

35. Les valeurs sont des valeurs algébriques et ont un signe.

36. Les valeurs sont des valeurs algébriques et ont un signe. Convention d’orientation : Le sens positif est fixé par le sens d’arrivée de la lumière.

37. Les valeurs sont des valeurs algébriques et ont un signe. Convention d’orientation : Le sens positif est fixé par le sens d’arrivée de la lumière. • Lentille convergente : f’ > 0. • Lentille divergente : f’ < 0.

38. Représentation des lentilles minces : F F’ O Lentille convergente

39. Représentation des lentilles minces : F’ F O Lentille divergente

40. 2.3. Tracé de l’image donnée par une lentille.

41. En raison des propriétés de O, F, F’ :

42. En raison des propriétés de O, F, F’ : • Un rayon lumineux passant par le centre O de la lentille n’est pas dévié.

43. En raison des propriétés de O, F, F’ : • Un rayon lumineux passant par le centre O de la lentille n’est pas dévié. • Un rayon lumineux incident qui passe par le foyer objet F ressort parallèlement à l’axe de la lentille.

44. En raison des propriétés de O, F, F’ : • Un rayon lumineux passant par le centre O de la lentille n’est pas dévié. • Un rayon lumineux incident qui passe par le foyer objet F ressort parallèlement à l’axe de la lentille. • Un rayon lumineux incident parallèle à l’axe de la lentille ressort par le foyer image F’.

45. O F ’ B Image donnée par une lentille convergente B A

46. Un rayon passant par le centre optique O n’est pas dévié B F ’ O A F

47. Un rayon incident parallèle à l’axe optique… B F ’ O A F

48. … ressort par le foyer image F’ B F ’ O A F

49. Un rayon incident passant par le foyer objet F… B F ’ O A F

50. … ressort parallèlement à l’axe optique. B F ’ O A F