PHYSIQUE Cours - Classe de première S

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

Tracer l'image d'un objet par une lentille mince convergente

Les rayons lumineux particuliers
Pour tracer l'image d'un objet par une lentille convergente il faut s'appuyer sur quelques rayons ayant un trajet qui peut être facilement déterminé.

- Les rayons qui passent par le centre optique: ils ne subissent aucune déviation ( il suffit de prolonger le rayon incident)

Rayon lumineux passant par le centre optique d'une lentille convergente
Schéma: rayons lumineux passant par le centre optique

- Les rayons incidents parallèles à l'axe optique:  ils donnent des rayons émergents dirigés vers le foyer objet.

Rayons lumineux incidents parallèle à l'axe optique d'une lentille convergente
Schéma: rayons lumineux incidents parallèles à l'axe optique

- Les rayons émergents parallèle à l'axe optique: ils sont issus de rayon incidents qui passent par le foyer objet.

Rayons émergent parallèles à l'axe optique
Schéma: rayons lumineux émergent parallèles à l'axe optique

Tracer une image réelle
L'image d'un objet est dite réelle si elle se situe après la lentille et qu'elle peut être observée sur un écran. On obtient une image réelle lorsque l'objet est situé avant le foyer objet de la lentille.
Méthode pour tracer l'image réelle d'un objet correspondant à un segment AB  perpendiculaire à l'axe optique et dont le point A appartient à cet axe:
- L'image comporte les même angles que l'objet donc l'image A'B' sera aussi perpendiculaire à l'axe optique.
- Le point image B' s'obtient en traçant deux rayons particuliers: celui qui passe par le centre optique et celui qui est parallèle à l'axe optique. L'intersection des deux rayons émergent permet de trouver le point B'
- Une fois le point B' trouvé il suffit de tracer la perpendiculaire à l'axe optique passant par B' pour pouvoir trouver A' ( qui est à l'intersection de cette perpendiculaire et de l'axe optique).
Dans le cas particulier  d'un objet situé à l'infini ( il suffit q'un objet soit extrêment lointain pour considéré qu'il est à l'infini ) alors l'image se forme dans le plan du foyer image.

tracé d'une image réelle

Tracer une image virtuelle
L'image d'un objet est dite virtuelle si elle ne peut être observée sur un écran: un observateur doit se placer directement derrière la lentille pour voir cette image. On obtient une image virtuelle lorsque l'objet est situé entre le foyer objet et le centre optique. Une image image virtuelle se se situe avant la lentille et correspond à un ensemble de points dont semblent provenir les rayons émergents.
Méthode pour tracer l'image virtuelle d'un objet correspondant à un segment AB  perpendiculaire à l'axe optique et dont le point A appartient à cet axe:
- L'image comporte les même angles que l'objet donc l'image A'B' sera aussi perpendiculaire à l'axe optique.
- Le point image B' s'obtient en traçant deux rayons particuliers: celui qui passe par le centre optique et celui qui est parallèle à l'axe optique.  Une fois ces rayons tracés il faut les prolonger ( en pointillés ) avant l'objet et leur intersection donne le point B'.
- Une fois le point B' trouvé il suffit de tracer la perpendiculaire à l'axe optique passant par B' pour pouvoir trouver A' ( qui est à l'intersection de cette perpendiculaire et de l'axe optique).

Tracé d'une image virtuelle

 

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