Aur�lie 28/11/08
 

 

Lentilles, l'oeil.

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Que se passe-t-il quand la lumi�re traverse une lentille ?

Une lentille est un milieu transparent limit� par deux surfaces dont l'une au moins n'est pas plane.

Apr�s avoir travers� une lentille convergente, un faisceau lumineux issu d'une source �loign�e converge en un point (sch�mas b, c, d ).

Apr�s avoir travers� une lentille divergente, un faisceau lumineux issu d'une source �loign�e diverge, s'�largit ( sch�ma a).

Lentilles, foyers et images : comment obtient-on une image � l’aide d’une lentille convergente ?

Un rayon passant par le centre optique d'une lentille mince n'est pas d�vi�.

Tout rayon incident parall�le � l'axe principal d'une lentille convergente �merge en passant par le foyer principal image F'.

Tout rayon incident parall�le � l'axe principal d'une lentille divergente �merge en semblant provenir du foyer principal image F'.


Tout rayon incident passant par le foyer principal objet F d'une lentille convergente �merge parall�lement � l'axe principal de cette lentille.

 

Tout rayon incident semblant passer par le foyer principal objet F d'une lentille divergente �merge parall�lement � l'axe principal de cette lentille.

On appelle distance focale la grandeur f= OF'. (mesure alg�brique)

Si f ' >0, la lentille est convergente. Si f '<0, la lentille est divergente.

On appelle vergence C d'une lentille l'inverse de sa distance focale. La vergence s'exprime en dioptries (d).

Trac�s des rayons �mergents de la lentille correspondant � un rayon incident :

Dans certaines positions de l'objet par rapport � la lentille, une lentille convergente permet d'obtenir une image sur un �cran.

On appelle objet de petites dimensions le point d'intersection des rayons incidents o� de leur prolongement. Si un objet A est r�el, le faisceau incident issu de celui-ci est divergent et un objet r�el est situ� � gauche de la lentille.

On appelle image ponctuelle le point d'intersection des rayons �mergeants o� de leur prolongement. une image r�elle est situ�e � droite de la lentille.

Une image virtuelle est situ�e � gauche de la lentille.

Pour obtenir des images de bonne qualit�, on doit se placer dans les conditions de Gauss :

- Le faisceau doit traverser la lentille au voisinage du centre optique. (Observer des objets de petite dimension au voisinage du centre optique).

- Les rayons incidents doivent faire un angle faible avec l'axe optique de la lentille.(Diaphragmer la lentille).





 

Web

www.chimix.com


Pour d�terminer graphiquement la position de l'image d'un objet par une lentille, il suffit de tracer le trajet de quelques rayons issus de cet objet (deux suffisent) en appliquant les r�gles suivantes:
  1. Un rayon passant par le centre optique d'une lentille n'est pas d�vi�.
  2. Un rayon parall�le � l'axe principal d'une lentille �merge en passant par le (ou en semblant provenir du) foyer principal image F'.
  3. Un rayon passant (ou semblant passer) par le foyer principal objet �merge de la lentille parall�lement � son axe principal.

l'objet se trouve entre le centre optique et le foyer principal objet : la lentille fonctionne en loupe.


Il existe deux types de lentilles, convergente et divergente.

 Une lentille convergente concentre pour une source �loign�e l'�nergie lumineuse en son foyer.

D: Diam�tre d'ouverture. e: Epaisseur.

Une lentille est dite mince si son �paisseur e est faible devant son diam�tre D

Une lentille mince � bords minces est convergente.

Une lentille mince � bords �pais est divergente.

A : convergente ; B : divergente.

Au toucher, une lentille convergente est plus �paisse au centre que sur les bords.

De plus une lentille convergente peut �tre utilis�e en loupe.


Protocole pour trouver exp�rimentalement le foyer d'une lentille convergente.

Rechercher l'image d'un objet �loign�, image donn�e par une lentille convergente.

Mesurer la distance s�parant la lentille de son image sur l'�cran.


La vision r�sulte de la formation d.une image sur la r�tine, interpr�t�e par le cerveau.

Les verres correcteurs et les lentilles de contact correctrices sont des lentilles convergentes ou divergentes.

Les �l�ments de l'oeil : mod�le �l�mentaire.

Sur le sch�ma, comment a t-on mod�lis� l'ensemble ( corn�e-cristallin) de l'oeil d'une part et la r�tine d'autre part ?

le syst�me optique de l'oeil : le cristallin joue le r�le de lentille convergente

un faisceau incident parall�le frappant cette lentille converge sur la r�tine, c'est � dire au foyer principal image de la lentiile.

Le cristallin se modifie quand l'objet se rapproche.

Nommer ce ph�nom�ne et pr�ciser le type de modification.

Accommodation : le cristallin modifie sa courbure, il devient plus bomb�. Sa distance focale augmente.

Pratiquer une d�marche exp�rimentale pour expliquer les d�fauts de l’oeil et leur correction (myopie, hyperm�tropie)

Un oeil myope re�oit un faicsceau de lumi�re parall�le.

Compl�ter le trajet des rayons de lumi�re p�n�trant dans cet oeil sur le sch�ma ci-dessus :

L'oeil myope souffre d'�tre trop convergent ou trop long ; l'image se forme en avant de la r�tine et la vision de loin est floue. Correction : lentille divergente.

Pour corriger la myopie, des interventions chirurgicales sont d�sormais possibles mais le port de lentilles divergentes reste fr�quent.

L'oeil hyperm�trope souffre d'�tre trop divergent ou trop court ; l'image se forme en arri�re de la r�tine.

Correction : lentille convergente.




Dans quels milieux et � quelle vitesse se propage la lumi�re ?

La lumi�re peut se propager dans le vide et dans des milieux transparents comme l'air, l'eau et le verre.

Vitesse de la lumi�re dans le vide (3 � 10 8 m/s ou 300 000 km/s).

Traduire par une relation math�matique la relation entre distance, vitesse et dur�e.

distance (m�tre) = vitesse ( m�tre / seconde) * dur�e ( seconde).



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