[PDF] Chapitre 4 Les lentilles minces

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Chapitre 4

Les lentilles minces

Sidi M. Khefif

Département de Physique

EPST Tlemcen

10 février 2013

1. Généralités

1.1. Description

Définition :

Une len tilleest un milieu transparen tli mitépar deu xdioptres, les deux peuvent être sphériques ou l"un d"eux est sphérique et l"autre est plan. Le plus

souvent, on les nommelentilles sphériques.Dans notre cours, nous nous limiterons à l"étude des lentilles ditesminces. C"est le

cas des lentilles dont le rayon de courbure est (très) grand par rapport à l"épaisseur.Si l"on noteR1?R2les rayons de courbure des deux dioptres,C1?C2leurs centres

respectifs etel"épaisseur de la lentille, alors e?R1?e?R2?ete?C1C2?Figure:Len tilleoptique

1. Généralités

1.1. Description

Définition :

Une len tilleest un milieu transparen tli mitépar deu xdioptres, les deux peuvent être sphériques ou l"un d"eux est sphérique et l"autre est plan. Le plus

souvent, on les nommelentilles sphériques.Dans notre cours, nous nous limiterons à l"étude des lentilles ditesminces. C"est le

cas des lentilles dont le rayon de courbure est (très) grand par rapport à l"épaisseur.Si l"on noteR1?R2les rayons de courbure des deux dioptres,C1?C2leurs centres

respectifs etel"épaisseur de la lentille, alors e?R1?e?R2?ete?C1C2?Figure:Len tilleoptique

1. Généralités

1.1. Description

Définition :

Une len tilleest un milieu transparen tli mitépar deu xdioptres, les deux peuvent être sphériques ou l"un d"eux est sphérique et l"autre est plan. Le plus

souvent, on les nommelentilles sphériques.Dans notre cours, nous nous limiterons à l"étude des lentilles ditesminces. C"est le

cas des lentilles dont le rayon de courbure est (très) grand par rapport à l"épaisseur.Si l"on noteR1?R2les rayons de courbure des deux dioptres,C1?C2leurs centres

respectifs etel"épaisseur de la lentille, alors e?R1?e?R2?ete?C1C2?Figure:Len tilleoptique

1.2. Types de lentilles

On distingue deux familles de lentilles :

1.

Les len tillesà bords minces, elles sontconvergentes.2.Les len tillesà bords épais, elles sontdivergentes.Figure:Les différen tesformes de len tillesminces

1.2. Types de lentilles

On distingue deux familles de lentilles :

1.

Les len tillesà bords minces, elles sontconvergentes.2.Les len tillesà bords épais, elles sontdivergentes.Figure:Les différen tesformes de len tillesminces

1.2. Types de lentilles

On distingue deux familles de lentilles :

1.

Les len tillesà bords minces, elles sontconvergentes.2.Les len tillesà bords épais, elles sontdivergentes.Figure:Les différen tesformes de len tillesminces

1.2. Types de lentilles

On distingue deux familles de lentilles :

1.

Les len tillesà bords minces, elles sontconvergentes.2.Les len tillesà bords épais, elles sontdivergentes.Figure:Les différen tesformes de len tillesminces

1.2. Types de lentilles

On distingue deux familles de lentilles :

1.

Les len tillesà bords minces, elles sontconvergentes.2.Les len tillesà bords épais, elles sontdivergentes.Figure:Les différen tesformes de len tillesminces

2. Foyers

2.1. Centre optiqueDans le cas des lentilles minces, les sommetsS1etS2sont considérés comme

confondus en un seul pointOappelécentre optique.Définition :Le ce ntreoptique est le p ointde l"axe optique de la len tillepar lequel

passe un rayon réfracté correspondant à un rayon incident dont le rayon émergent correspondant lui est parallèle.Figure:Cen treoptique d"une le ntille

2. Foyers

2.1. Centre optiqueDans le cas des lentilles minces, les sommetsS1etS2sont considérés comme

confondus en un seul pointOappelécentre optique.Définition :Le ce ntreoptique est le p ointde l"axe optique de la len tillepar lequel

passe un rayon réfracté correspondant à un rayon incident dont le rayon émergent correspondant lui est parallèle.Figure:Cen treoptique d"une le ntille

2. Foyers

2.1. Centre optiqueDans le cas des lentilles minces, les sommetsS1etS2sont considérés comme

confondus en un seul pointOappelécentre optique.Définition :Le ce ntreoptique est le p ointde l"axe optique de la len tillepar lequel

passe un rayon réfracté correspondant à un rayon incident dont le rayon émergent correspondant lui est parallèle.Figure:Cen treoptique d"une le ntille

2.2 Foyer image

Par définiton, l"image d"un point rejeté à l"infini sur l"axe est le foyer imageF?.? Pour une lentille convergente, le foyer image est réel.? Pour une lentille divergente, le foyer image est virtuel.?

On définit la distance focale image

f ??OF ??Figure:F oyersimages

2.2 Foyer image

Par définiton, l"image d"un point rejeté à l"infini sur l"axe est le foyer imageF?.? Pour une lentille convergente, le foyer image est réel.? Pour une lentille divergente, le foyer image est virtuel.?

On définit la distance focale image

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2.2 Foyer image

Par définiton, l"image d"un point rejeté à l"infini sur l"axe est le foyer imageF?.? Pour une lentille convergente, le foyer image est réel.? Pour une lentille divergente, le foyer image est virtuel.?

On définit la distance focale image

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2.2 Foyer image

Par définiton, l"image d"un point rejeté à l"infini sur l"axe est le foyer imageF?.? Pour une lentille convergente, le foyer image est réel.? Pour une lentille divergente, le foyer image est virtuel.?

On définit la distance focale image

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2.2 Foyer image

Par définiton, l"image d"un point rejeté à l"infini sur l"axe est le foyer imageF?.? Pour une lentille convergente, le foyer image est réel.? Pour une lentille divergente, le foyer image est virtuel.?

On définit la distance focale image

f ??OF ??Figure:F oyersimages

2.3 Foyer objet

Par définiton, un objet lumineux placé au foyer objetFaura pour image un point à l"infini sur l"axe.? Pour une lentille convergente, le foyer objet est réel.? Pour une lentille divergente, le foyer objet est virtuel.? De façon analogue, on définit la distance focale objet f?OF?Figure:F oyersob jets

2.3 Foyer objet

Par définiton, un objet lumineux placé au foyer objetFaura pour image un point à l"infini sur l"axe.? Pour une lentille convergente, le foyer objet est réel.? Pour une lentille divergente, le foyer objet est virtuel.? De façon analogue, on définit la distance focale objet f?OF?Figure:F oyersob jets

2.3 Foyer objet

Par définiton, un objet lumineux placé au foyer objetFaura pour image un point à l"infini sur l"axe.? Pour une lentille convergente, le foyer objet est réel.? Pour une lentille divergente, le foyer objet est virtuel.? De façon analogue, on définit la distance focale objet f?OF?Figure:F oyersob jets

2.3 Foyer objet

Par définiton, un objet lumineux placé au foyer objetFaura pour image un point à l"infini sur l"axe.? Pour une lentille convergente, le foyer objet est réel.? Pour une lentille divergente, le foyer objet est virtuel.? De façon analogue, on définit la distance focale objet f?OF?Figure:F oyersob jets

2.3 Foyer objet

Par définiton, un objet lumineux placé au foyer objetFaura pour image un point à l"infini sur l"axe.? Pour une lentille convergente, le foyer objet est réel.? Pour une lentille divergente, le foyer objet est virtuel.? De façon analogue, on définit la distance focale objet f?OF?Figure:F oyersob jets

2. Foyers (suite)

Dans le cas des lentilles minces, si les milieux extrêmes sont identiques, on a f?OF??OF ???f?? Dans ce cas, le centre optiqueOest un centre de symétrie de la lentille.? Même dans le cas des lentilles asymétriques, cette relation reste valide : lentilles minces.?

Pour une lentille convergente,f??0.?

Pour une lentille divergente,f??0.?

On définit lavergenceV par

V?1f

Vs"exprime endioptrie???ou m?1.?

PlusVest grand, plus la lentille est convergente.

2. Foyers (suite)

Dans le cas des lentilles minces, si les milieux extrêmes sont identiques, on a f?OF??OF ???f?? Dans ce cas, le centre optiqueOest un centre de symétrie de la lentille.? Même dans le cas des lentilles asymétriques, cette relation reste valide : lentilles minces.?

Pour une lentille convergente,f??0.?

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PlusVest grand, plus la lentille est convergente.

2. Foyers (suite)

Dans le cas des lentilles minces, si les milieux extrêmes sont identiques, on a f?OF??OF ???f?? Dans ce cas, le centre optiqueOest un centre de symétrie de la lentille.? Même dans le cas des lentilles asymétriques, cette relation reste valide : lentilles minces.?

Pour une lentille convergente,f??0.?

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On définit lavergenceV par

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PlusVest grand, plus la lentille est convergente.

2. Foyers (suite)

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2. Foyers (suite)

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Pour une lentille convergente,f??0.?

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PlusVest grand, plus la lentille est convergente.

2. Foyers (suite)

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Pour une lentille convergente,f??0.?

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PlusVest grand, plus la lentille est convergente.

2. Foyers (suite)

Dans le cas des lentilles minces, si les milieux extrêmes sont identiques, on a f?OF??OF ???f?? Dans ce cas, le centre optiqueOest un centre de symétrie de la lentille.? Même dans le cas des lentilles asymétriques, cette relation reste valide : lentilles minces.?

Pour une lentille convergente,f??0.?

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On définit lavergenceV par

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PlusVest grand, plus la lentille est convergente.

2. Foyers (suite)

Dans le cas des lentilles minces, si les milieux extrêmes sont identiques, on a f?OF??OF ???f?? Dans ce cas, le centre optiqueOest un centre de symétrie de la lentille.? Même dans le cas des lentilles asymétriques, cette relation reste valide : lentilles minces.?

Pour une lentille convergente,f??0.?

Pour une lentille divergente,f??0.?

On définit lavergenceV par

V?1f

Vs"exprime endioptrie???ou m?1.?

PlusVest grand, plus la lentille est convergente.

3. Relations de conjugaison

Construisons l"image d"un objet transverseABsitué au delà du foyer de la lentille convergente :?OA???OF?.? Notons que la démonstration qui suivra reste valable quelle que soit la position de l"objet et quelle que soit la nature de la lentille (mince).? À cette fin, on choisit de tracer trois rayons dont les directions de propagation sont connues :1.Le ra yonqui passe par le cen treoptique n"est pas dévié. 2. Le ra yonqui arriv eparallèlemen tà l"axe optique sur la len tilleémerge en passan t parF?.3.Le ra yonqui passe par Favant d"intercepter la lentille émerge parallèlement à

l"axe optique.Figure:Construction de l"image réelle d"un ob jetréel par une len tillecon vergente

3. Relations de conjugaison

Construisons l"image d"un objet transverseABsitué au delà du foyer de la lentille convergente :?OA???OF?.? Notons que la démonstration qui suivra reste valable quelle que soit la position de l"objet et quelle que soit la nature de la lentille (mince).? À cette fin, on choisit de tracer trois rayons dont les directions de propagation sont connues :1.Le ra yonqui passe par le cen treoptique n"est pas dévié. 2. Le ra yonqui arriv eparallèlemen tà l"axe optique sur la len tilleémerge en passan t parF?.3.Le ra yonqui passe par Favant d"intercepter la lentille émerge parallèlement à

l"axe optique.Figure:Construction de l"image réelle d"un ob jetréel par une len tillecon vergente

3. Relations de conjugaison

Construisons l"image d"un objet transverseABsitué au delà du foyer de la lentille convergente :?OA???OF?.? Notons que la démonstration qui suivra reste valable quelle que soit la position de l"objet et quelle que soit la nature de la lentille (mince).? À cette fin, on choisit de tracer trois rayons dont les directions de propagation sont connues :1.Le ra yonqui passe par le cen treoptique n"est pas dévié. 2. Le ra yonqui arriv eparallèlemen tà l"axe optique sur la len tilleémerge en passan t parF?.3.Le ra yonqui passe par Favant d"intercepter la lentille émerge parallèlement à

l"axe optique.Figure:Construction de l"image réelle d"un ob jetréel par une len tillecon vergente

3. Relations de conjugaison

Construisons l"image d"un objet transverseABsitué au delà du foyer de la lentille convergente :?OA???OF?.? Notons que la démonstration qui suivra reste valable quelle que soit la position de l"objet et quelle que soit la nature de la lentille (mince).? À cette fin, on choisit de tracer trois rayons dont les directions de propagation sont connues :1.Le ra yonqui passe par le cen treoptique n"est pas dévié. 2. Le ra yonqui arriv eparallèlemen tà l"axe optique sur la len tilleémerge en passan t parF?.3.Le ra yonqui passe par Favant d"intercepter la lentille émerge parallèlement à

l"axe optique.Figure:Construction de l"image réelle d"un ob jetréel par une len tillecon vergente

3. Relations de conjugaison

Construisons l"image d"un objet transverseABsitué au delà du foyer de la lentille convergente :?OA???OF?.? Notons que la démonstration qui suivra reste valable quelle que soit la positionquotesdbs_dbs46.pdfusesText_46

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