Les lentilles convergentes

1) Rappels de seconde et du collège

• Dans un milieu homogène et transparent la lumière se propage en ligne droite mais si elle change de milieu alors est peut subir une réfraction (modification de la direction de propagation) décrite par la loi de Snell-Descartes.
• La lumière peut être modélisée par des rayons lumineux représentés par des droites associées à des flèches indiquant la direction de propagation.
• Un faisceau lumineux correspond à un ensemble de rayons lumineux, il peut être repésenté en  traçant les deux rayons extrêmes qui le délimitent.
• Il existe deux sortes de lentilles: les lentilles convergentes et divergentes. Les lentilles convergentes ont un contour plus mince que leur centre tandis les lentilles divergentes ont au contraire un contour plus large.   

2) Caractéristiques d'une lentille convergente

• Elle possède un axe de symétrie appelé axe optique souvent noté Δ (delta) et orienté par convention dans le sens de propagation de la lumière.
• Le centre optique (noté O) est le point d'intersection entre la lentille et son axe optique.
• L'axe optique porte également deux autres points particuliers appelés foyer objet (noté F) et foyer image (noté F') symétriques l'un de l'autre par rapport au centre optique.
• La distance entre le centre optique (O) et le foyer image (F') est appelée distance focale (notée f'). Elle s'exprime en utilisant l'unité de longueur la mieux adaptée (souvent le centimètre ou le millimètre).

• Une lentille est aussi caractérisée par sa vergence notée V qui s'exprime en dioptrie de symbole δ (lettre grecque minuscule delta). La vergence est calculée à partir de la relation suivante:

3) Influence d'une lentilles convergente sur les rayons lumineux reçus

• Un rayon incident n'est pas dévié.
• Si un rayon incident est parallèle à l'axe optique alors le rayon émergent passe par le foyer image (F').
• Si un rayon incident passe par le foyer objet alors le rayon émergent est parallèle à l'axe optique.

Rayons incidents passant par le centre optique



Rayons incidents parallèles à l'axe optique



Rayons incidents passant par le foyer objet