Rubrique concernée : Images données par une lentille convergente

Titre de l'activité : Lentille convergente

Description :
Charger le fichier raytrace Lentil01.ray : trois rayons incidents arrivent sur un modèle de lentille mince convergente.
Analyser la construction et répondre aux questions en utilisant éventuellement les aides ci-dessous.

Aides Raytrace disponibles :
Créer un rayon
Déplacer ou incliner un (ou des) rayons
Prolonger_des rayons
Déplacer l'ensemble objet+source

Le fichier lentil01.ray correspond à la copie d'écran ci-dessous :

Questions :
1- Quels sont les deux rayons à utiliser pour faire la construction de l'image A'B' de l'objet AB ?

L'image B ' est à l'intersection de 2 rayons émergents qu'il faut savoir tracer :
- on choisit le rayon passant par le centre optique O parce qu'il n'est pas dévié.
- on choisit un rayon incident parallèle à l'axe optique parce qu'il émerge en passant par le foyer image.

2- Créer le troisième rayon particulier issu de B.

On peut aussi choisir un rayon incident passant par le foyer objet F parce qu'il émerge parallèlement à l'axe optique.

3- Que devient l'image lorsqu'on éloigne l'objet de la lentille ?

Lorsque l'objet s'éloigne de la lentille, l'image renversée initialement plus grande que l'objet, devient plus petite que l'objet.
On peut l'observer sur un écran (on la qualifie de réelle) : les rayons émergents convergent sur l'image.

4- Que devient l'image lorsqu'on rapproche l'objet de la lentille ?

Lorsqu'on rapproche l'objet de la lentille, l'image devient droite lorsque A dépasse le foyer F : elle est plus grande ou a même taille que l'objet.
Ce sont les prolongements des rayons émergents qui forment cette image que l'on peut observer à travers la lentille (on la qualifie de virtuelle car on ne peut l'observer sur un écran).

5- Classer tous les cas possibles en notant les positions de l'objet et de l'image.

Si AB se déplace de - l'infini à F alors l'image A ' B ' se déplace de F ' à + l'infini.
Si AB se déplace de F à O centre optique de la lentille alors l'image A ' B ' se déplace de - l'infini jusqu'en O.

Conclusion :
Dans la construction graphique, on orientera l'axe optique principal, choisi comme axe des abscisses, dans le sens de la propagation de la lumière.
Construction : l'image B' est à l'intersection de 2 rayons émergents (issus de B) qu'il faut savoir tracer.
- on choisit le rayon incident passant par le centre optique O parce qu'il n'est pas dévié .
- on choisit un rayon incident parallèle à l'axe optique parce qu'il émerge en passant par le foyer image F '.

On peut aussi choisir un rayon incident passant par le foyer objet F parce qu'il émerge parallèlement à l'axe optique.

Connaissances de référence disponibles :
Construction de l'image d'un objet à travers une lentille mince convergente.

Images disponibles
lentille01.gif (2 rayons remarquables et un quelconque, image réelle)
lentille02.gif (2 rayons remarquables et un quelconque, image virtuelle)