PHYSIQUE Cours - Classe de première S

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Lumière - première S
Chapitre 1: Les lentilles et la formation des images

Les lentilles minces convergentes

Qu'est-ce qu'une lentille ?

Une lentille est constituée d'un milieu transparent ( verre, matière plastique, eau etc ) limité par deux faces dont l'une au moins est sphérique. ( on peut avoir deux faces sphériques ou une face sphérique et l'autre plane.

Exemples de lentilles

Exemples de lentilles

Quand est-ce qu'une lentille peut être qualifiée de mince ?
On dit qu'une lentille est mince si la distance qui sépare les sommets des deux faces ( sommets situés sur l'axe de symétrie ) est faible par rapport rapport au rayon des faces sphériques.
En pratique les lentilles utilisées sont toujours minces car cette caractéristique permet d'éviter des défauts de formation des images et permet d'utiliser la relation de conjugaison pour prévoir la formation de ces images.

Qu'est ce qu'une lentille convergente ?
En pratique, si une lentille est plus fine au niveau de son contour qu'en son centre alors il s'agit d'une lentille convergente. Une telle lentille a la propriété de faire converger la lumière qu'elle reçoit: si un faisceau de lumière est parallèle à son axe alors elle dirige tous les rayons lumineux vers un même point: on dit qu'elle les fait converger.
Sur un schéma d'optique une lentille convergente est représentée par un trait vertical dont les deux extrémités sont dotées d'une flêche pointant vers l'extérieure.
Remarque: il existe une catégorie de lentilles dites " divergentes ".

Les caractérisques d'une lentille convergente
- L'axe optique: il correspond l'axe de symétrie de la lentille et passe en son centre. Cet axe est orienté suivant le sens progation de la lumière ( en général de gauche à droite ).
- Le centre optique: il s'agit du centre de la lentille, on le note en général avec la lettre O.
- Le foyer image: il s'agit du point de l'axe optique vers lequel converge un faisceau lumineu incident parallèle à l'ace optique. On le note avec la lettre F'
- Le foyer objet: il s'agit du point symétrique au foyer image par rapport à la lentille. On le note avec la lettre F
- La distance focale: il sagit de la distance séparant le centre optique et le foyer image. On la note f'

Caractéristique d'une lentille mince convergente
Caractéristiques d'une lentille convergente

La vergence d'une lentille convergente
La vergence est une grandeur qui se note avec la lettre C et qui correspond à l'inverse de la distance focale:  
C =  1          Avec f exprimé en mètre
       f'
L'unité de la vergence est la dioprie dont le symbole est la lettre grecque delta ( δ )
Par exemple une lentille de distance focale 20 cm à une vergence:
C =    1  
       0,20
C= 5 δ
Plus la vergence d'une lentille est élevée et plus le foyer image est proche du centre optique ce qui siginfie que la lentille est plus convergente. La vergence est donc une grandeur qui exprime la capacité d'une lentille à faire converger les faisceaux lumineux qu'elle reçoit.

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