Optique géométrique — Lunettes et instruments

Décrire l'action d'une lentille convergente

Réponds à chaque question.

1. 1.À quoi reconnaît-on une lentille convergente, et que fait-elle aux rayons ?

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   Elle est plus épaisse au centre qu’aux bords, et rapproche de l’axe les rayons qui la traversent.

   Un faisceau parallèle à l’axe converge vers le foyer image.

2. 2.Qu’est-ce que la distance focale, et quel est son signe pour chaque type de lentille ?

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   La distance du centre au foyer image ; positive pour une convergente, négative pour une divergente.

   C’est le signe qui distingue les deux familles.

3. 3.Que se passe-t-il si l’on masque la moitié d’une lentille convergente ?

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   L’image reste entière, mais devient plus sombre.

   Chaque point de la lentille contribue à chaque point de l’image.

4. 4.Pourquoi cette idée fausse est-elle si répandue ?

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   Parce qu’on imagine la lentille comme un écran découpé, et qu’on raisonne sur les trois rayons du tracé.

   Ces trois rayons ne sont qu’une construction commode.

Construire l'image par les rayons remarquables

Réponds à chaque question.

1. 1.Que fait le rayon passant par le centre optique ?

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   Il n’est pas dévié.

   C’est le rayon le plus simple à tracer.

2. 2.Que fait le rayon parallèle à l’axe ?

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   Il émerge en passant par le foyer image.

   C’est la définition même du foyer image.

3. 3.Que fait le rayon passant par le foyer objet ?

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   Il émerge parallèle à l’axe.

   C’est le trajet inverse du précédent.

4. 4.Combien de rayons faut-il pour construire l’image, et à quoi sert le troisième ?

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   Deux suffisent ; le troisième sert de vérification.

   Les trois doivent se croiser au même point.

Calculer et interpréter une vergence

Réponds à chaque question.

1. 1.Écris la relation entre vergence et distance focale, avec leurs unités.

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   $C=\frac{1}{f^{\prime }}$, en dioptries quand $f^{\prime }$ est en mètres.

   L’unité de la distance focale doit être le mètre.

2. 2.Que signifie une grande vergence ?

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   Que la lentille est très convergente et que sa distance focale est courte.

   Les deux grandeurs varient en sens inverse.

3. 3.Quel est le signe de la vergence d’une lentille divergente ?

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   Négatif.

   C’est ce qui permet d’additionner algébriquement les vergences.

4. 4.Que permet cette convention de signe ?

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   D’additionner les vergences de lentilles accolées.

   Une divergente accolée à une convergente réduit la vergence totale.

Employer la relation de conjugaison et corriger l'œil

Réponds à chaque question.

1. 1.Écris la relation de conjugaison.

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   $\frac{1}{\overline{O{A}^{\prime }}}-\frac{1}{\overline{OA}}=\frac{1}{f^{\prime }}$

   Les mesures sont algébriques, depuis le centre optique.

2. 2.Que signale un grandissement négatif ?

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   Une image renversée.

   Le grandissement compare la taille de l’image à celle de l’objet.

3. 3.Quel est le signe de l’abscisse d’un objet placé avant la lentille ?

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   Négatif.

   L’image réelle formée après la lentille a une abscisse positive.

4. 4.Comment détecte-t-on une faute de signe dans un calcul de conjugaison ?

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   Une image réelle trouvée du même côté que l’objet signale une erreur.

   Ce n’est pas une découverte, c’est une faute.

5. 5.Quelles lentilles corrigent la myopie et l’hypermétropie ?

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   Une divergente pour la myopie, une convergente pour l’hypermétropie.

   L’œil myope est trop convergent, l’œil hypermétrope ne l’est pas assez.

Repérer une erreur et la corriger

Chaque affirmation est fausse. Écris ce qu’il fallait dire.

1. 1.« Je masque le bas de la lentille : le bas de l’image disparaît. »

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   L’image reste entière et devient plus sombre.

   Chaque point de la lentille reçoit de la lumière de chaque point de l’objet.

2. 2.« J’ai trouvé l’image réelle du même côté que l’objet : c’est donc une image virtuelle. »

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   C’est une faute de signe dans le calcul.

   Une image réelle se forme après la lentille, avec une abscisse positive.

3. 3.« La myopie se corrige par une lentille convergente. »

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   Elle se corrige par une lentille divergente, de vergence négative.

   L’œil myope est déjà trop convergent.