I. Comment déterminer les caractéristiques d une image? 1. Lentille convergente

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1 THEME 1

2 Chap. I

3 1. Lentille convergente

4 1. Lentille convergente

5 1. Lentille convergente Une lentille est définie par son centre optique O, et ses foyers objets F et image F, situés sur l axe optique de la lentille. La distance entre O et F est caractéristique de chaque lentille : c est la distance focale, notée f, elle s exprime en mètre (m). Une lentille est définie par sa vergence V qui s exprime en dioptrie (δ) δ = 1 m La relation n est pas à connaître et sera donnée

6 2. AE1 : Relations pour une lentille convergente

7 2. AE1 : Relations pour une lentille convergente Relation de conjugaison = La relation n est pas à connaître mais à savoir utiliser Remarques : f, et doivent être exprimés dans la même unités! Attention au signe de et, ce sont des valeurs algébriques. Si le point A est placé avant O alors < 0. A B

8 2. AE1 : Relations pour une lentille convergente Grandissement d une lentille = = Remarques : Si γ > 0, alors l image et l objet sont dans le même sens (dans le cas contraire ils sont opposés) Si -1 < γ < 1 : image plus petite que l objet Si γ = -1 ou γ = 1 : image de même taille que l objet Si γ < -1 ou si γ > 1 : image plus grande que l objet La relation n est pas à connaître mais à savoir utiliser A B

9 3. Constructions graphiques Comment se comportent les rayons lumineux lorsqu ils traversent une lentille convergente?

10 3. Constructions graphiques Une lentille convergente permet d obtenir l image d un objet. Pour obtenir graphiquement l image d un objet nous avons besoin de tracer 3 rayons (deux suffisent, le 3 ème permet de confirmer le tracé)

11 3. Constructions graphiques Un rayon passant par le centre optique O.

12 3. Constructions graphiques Un rayon passant par le centre optique O n est pas dévié

13 3. Constructions graphiques Un rayon incident parallèle à l axe optique émerge de la lentille

14 3. Constructions graphiques Un rayon incident parallèle à l axe optique émerge de la lentille en passant par le foyer image F

15 3. Constructions graphiques Un rayon passant par le foyer objet F émerge de la lentille

16 3. Constructions graphiques Un rayon passant par le foyer objet F émerge de la lentille parallèlement à l axe optique

17 3. Constructions graphiques Ainsi l image de B, noté B, se trouve à l intersection des trois rayons

18 3. Constructions graphiques Ainsi l image de B, noté B, se trouve à l intersection des trois rayons L objet étant parallèle à la lentille, l image le sera aussi

19 3. Constructions graphiques Ainsi l image de B, noté B, se trouve à l intersection des trois rayons L objet étant parallèle à la lentille, l image le sera aussi L image de A, notée A, sera comme A sur l axe optique A B

20 3. Constructions graphiques Un rayon passant par le centre optique O n est pas dévié Un rayon incident parallèle à l axe optique émerge de la lentille en passant par le foyer image F Un rayon passant par le foyer objet F émerge de la lentille parallèlement à l axe optique

21 3. Constructions graphiques Un rayon passant par le centre optique O n est pas dévié Un rayon incident parallèle à l axe optique émerge de la lentille en passant par le foyer image F Un rayon passant par le foyer objet F émerge de la lentille parallèlement à l axe optique L image B du point B se forme à l intersection des rayons lumineux provenant de B, après avoir traversée la lentille. Si un point A est sur l axe optique, alors son image A est, elle aussi, sur l axe optique

22 3. Constructions graphiques L image B du point B se forme à l intersection des rayons lumineux provenant de B, après avoir traversée la lentille. Si un point A est sur l axe optique, alors son image A est, elle aussi, sur l axe optique

23 4. Applications a. Réaliser un schéma comportant une lentille convergente, de centre optique O, de distance focale f =3 cm sur une feuille de papier millimétrée. Placer un objet AB ( = 1 ) à 8 cm avant la lentille et déterminer l image A B de l objet AB (schéma 1) en exploitant les règles de construction. Les trois rayons émergents se croisent-ils en un point unique? L image est-elle dans le même sens que l objet? Est-elle plus grande ou plus petite? Votre construction graphique est-elle en accord avec la relation de conjugaison, ainsi que la relation de grandissement? b. On décide de placer l objet à 6cm de la lentille. D après la relation de conjugaison, où se situera l image de cet objet? Quel sera alors le grandissement de cette image? Décrire en une phrase l image et sa position attendues. Réaliser la construction graphique (schéma 2)

24 4. Applications c. Réaliser la construction graphique pour un objet placé à 4 cm de la lentille (schéma 3), à 3 cm (schéma 4) et enfin à 2 cm de la lentille (schéma 5). Pour chaque schéma, répondre aux questions suivantes : Les trois rayons émergents se croisent-ils en un point unique? L image est-elle dans le même sens que l objet? Est-elle plus grande ou plus petite?

25 II. Comment décrire un œil et un appareil photographique 1. AE2 : Mais comment former une image nette? L œil Réel

26 II. Comment décrire un œil et un appareil photographique 1. AE2 : Mais comment former une image nette? L œil réduit

27 II. Comment décrire un œil et un appareil photographique 1. AE2 : Mais comment former une image nette? L accommodation

28 II. Comment décrire un œil et un appareil photographique 1. AE2 : Mais comment former une image nette? Démarche d Investigation : A l aide du matériel à votre disposition, proposer une série d expériences permettant d expliquer comment un œil et un appareil photographique s adaptent à la distance qui les sépare des objets observés.

29 II. Comment décrire un œil et un appareil photographique 2. L œil, un instrument optique La pupille au centre de l iris permet de réguler la quantité de lumière qui entre dans l œil. La lumière, dans l œil, traverse plusieurs milieux transparents : la cornée, l humeur aqueuse, le cristallin et l humeur vitrée. Cet ensemble se comporte comme une lentille convergente. Cette lentille permet de former, sur la rétine, l image nette de l objet observé. Sur la rétine, dans capteurs convertissent la lumière en signaux électriques; cela produit un influx nerveux transmis au cerveau par l intermédiaire du nerf optique. Le cerveau analyse les informations et reconnait l objet.

30 II. Comment décrire un œil et un appareil photographique 2. L œil, un instrument optique L œil réel peut être modélisé par quelques éléments d optique : on parle alors du modèle de l œil réduit. Œil Réel Modèle réduit Iris Cristallin Rétine Diaphragme Lentille Convergente Ecran

31 II. Comment décrire un œil et un appareil photographique 2. L œil, un instrument optique Pour que l image soit située sur la rétine, le cristallin adapte sa forme à la distance le séparant de l objet observé : c est le phénomène d accommodation Ce phénomène modifie la distance focale du cristallin

32 II. Comment décrire un œil et un appareil photographique 3. L appareil photographique L appareil photographique peut être modélisé de la même manière que l œil. Néanmoins l objectif ici se situe avant le diaphragme. Appareil Photo Modèle réduit Diaphragme Objectif Ecran Diaphragme Lentille Convergente Ecran

33 II. Comment décrire un œil et un appareil photographique 3. L appareil photographique La mise au point d un appareil photographique se fait en réglant la distance entre l objectif et le capteur

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