L’image d’un objet donnée par une lentille convergente
I. Les conditions d’obtention d’une image nette par une lentille convergente.
Pour obtenir l’image la plus nette possible d’un objet sur un écran avec une lentille convergente, il faut réaliser les conditions suivantes :
- La distance entre l’objet et la lentille est supérieure à sa distance
focale ( OA > OF).
- Les conditions de Gauss :
∙ Le diaphragme doit être placé près du centre optique de la lentille (les
rayons lumineux passent au voisinage du centre optique).
∙ L’objet doit être situé au voisinage et perpendiculaire à l’axe optique
(les rayons lumineux sont peu inclinés par rapport à l’axe optique).
………… Avril 2026
II. La construction géométrique de l’image d’un objet par une lentille convergente.
1) Les rayons particuliers
a) Rayons passant par le centre optique :
Tout rayon lumineux incident passant par son centre optique (O) émerge de la lentille sans déviation.
b) Rayons parallèle à l’axe optique :
Tout rayon lumineux incident sur la lentille et parallèle à son axe optique, émerge de la lentille en passant par le foyer principal image F'.
F'
O
F
F'
O
F
c) Rayons passant par le foyer objet :
Tout rayon lumineux incident sur la lentille passant par le foyer objet (F) émerge de la lentille parallèle à l’axe optique.
F'
O
F
2) La construction géométrique de l’image A’B’
Pour réaliser la construction géométrique de l’image A’B’ d’un objet AB par une lentille mince convergente, il suffit de tracer seulement deux rayons lumineux par les trois rayons particuliers en choisissant une
échelle convenable :
- On trace le rayon issu du point B passant par le centre optique O.
- On trace le rayon issu du point B parallèle à l’axe optique et qui traverse
la lentille en passant par le foyer image F’.
- Le point d’intersection de ces deux rayons est le point B’ image de point B.
- Le point A’ (image de point A) est projeté orthogonal de B’ sur l’axe
optique.
- L'objet AB est perpendiculaire à l'axe optique. Donc son image A'B' sera
également perpendiculaire à l'axe optique.
F'
A
B
A'
B'
F
O
III. Les caractéristiques de l’image obtenue par une lentille mince convergente.
- Un objet lumineux AB est placé perpendiculairement à l’axe optique
d’une lentille convergente L de distance foyer.
- On prend l’objet AB à différentes distances OA de la lentille convergente.
2F
F'
1er cas : OA > 2f (Doc pg114)
A
B
A'
B'
F
On obtient dans ce cas une image réelle (on peut l’observer sur un écran), renversée et plus petite que l’objet.
2ème cas : OA = 2f (Doc pg114)
F
F'
A
B
A'
B'
On obtient dans ce cas une image réelle, renversée et même taille que l’objet (AB = A’B’ et OA = OA’).
3ème cas : f < OA < 2f (Doc pg114)
On obtient dans ce cas une image réelle, renversée et plus grande que l’objet.
F
F'
A
B
A'
B'
2F
4ème cas : OA = f (Doc pg116)
Dans ce cas les rayons lumineux sont parallèle, l’image se forme à l’infini
F
F'
A
B
5ème cas : OA < f (Doc pg116)
On obtient dans ce cas une image virtuelle, droite et plus grande que l’objet.
F
F'
A
B
A'
B'