Fiche de révision : Réception et formation de la lumière

📋 Plan du Cours

1. Lentilles convergentes et divergentes
2. Modèle de la lentille convergente
3. Construction des images optiques
4. Grandissement et taille des images
5. Œil réel et œil réduit
6. Accommodation de l’œil

📖 1. Lentilles convergentes et divergentes

📝 Points essentiels

📌 Une lentille convergente, convexe, a des bords plus fins que son centre et fait converger les rayons lumineux qui la traversent.

📌 Une lentille divergente, concave, a des bords plus épais que son centre et fait diverger les rayons lumineux qui la traversent.

💡 Astuce mémo

La convergente rassemble les rayons ; la divergente les écarte.

📖 2. Modèle de la lentille convergente

🔑 Notions clés & Définitions

• Foyers objet et image : Deux points particuliers de l’axe optique, symétriques par rapport au centre optique O.
• Centre optique : Centre de la lentille mince convergente, représentée par un segment fléché ou une double flèche orientée vers l’extérieur.
• Axe optique : Droite perpendiculaire à la surface de la lentille qui passe par son centre optique O et est orientée dans le sens de propagation de la lumière.

★ À maîtriser

📐 Formule - La distance focale image d’une lentille mince convergente est donnée par $f′ = OF′$.

Compléments

• Le modèle de la lentille mince convergente néglige l’épaisseur de la lentille, supposée très inférieure aux rayons de courbure de ses faces.

📖 3. Construction des images optiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Point image : Point de croisement des rayons lumineux qui émergent de la lentille ; à chaque point objet correspond un seul point image.

★ À maîtriser

• Un objet réel est placé avant la lentille, tandis que son image est réelle lorsqu’elle se forme après la lentille.

• Pour construire l’image réelle d’un objet réel à distance finie, on trace depuis B au moins deux rayons particuliers, on repère leur intersection B′, puis on place A′ de façon que A′B′ soit perpendiculaire à l’axe optique.

• Un rayon passant par le centre optique O n’est pas dévié, un rayon incident parallèle à l’axe optique émerge en passant par F′, et un rayon passant par F émerge parallèlement à l’axe optique.

Compléments

📌 Dans le modèle de la lentille mince, les rayons doivent traverser la lentille au voisinage du centre optique et être peu inclinés par rapport à l’axe optique.

• Pour un objet à l’infini, l’image du point A est confondue avec le foyer image F′ et l’image du point B se trouve dans :

  • le plan focal image

  • perpendiculaire à l’axe optique

  • passant par F′

💡 Astuce mémo

Parallèle → F′ ; par F → parallèle ; par O → sans déviation.

📖 4. Grandissement et taille des images

🔑 Notions clés & Définitions

• Grandissement : Le grandissement γ compare la taille et le sens de l’image à ceux de l’objet ; il est positif si l’image est dans le même sens que l’objet et négatif s’ils sont de sens opposés.

★ À maîtriser

📐 Formule - Le grandissement signé est donné par $\gamma = \frac{A′B′}{AB}$ lorsque l’image est dans le même sens que l’objet, et par $\gamma = -\frac{A′B′}{AB}$ lorsqu’ils sont de sens opposés.

📐 Formule - D’après le théorème de Thalès, $\frac{A′B′}{AB} = \frac{OA′}{OA} = \frac{OB′}{OB}$.

Compléments

📌 Lorsque la valeur absolue du grandissement vaut 1, l’image et l’objet ont la même taille.

• Plus l’objet est éloigné du foyer objet F, plus l’image A′B′ est petite et proche du foyer image F′.

📖 5. Œil réel et œil réduit

🔑 Notions clés & Définitions

• Œil réel : Récepteur de lumière constitué notamment de l’iris, des milieux transparents dont la cornée et le cristallin, et de la rétine.

★ À maîtriser

• La pupille est l’orifice par lequel la lumière pénètre dans l’œil, et l’iris en modifie le diamètre suivant l’éclairement et limite la quantité de lumière entrante.

• Les éléments de l’œil réel sont représentés dans le modèle réduit par :

  • Le diaphragme pour l’iris et sa pupille.
  • La lentille mince convergente pour l’ensemble cornée-cristallin.
  • L’écran pour la rétine.

Compléments

• La rétine tapisse le fond de l’œil et est composée de cellules nerveuses photosensibles sur lesquelles se forme l’image.

• Le cristallin joue le rôle d’une lentille convergente qui, avec la cornée, forme l’image de l’objet observé sur la rétine.

📖 6. Accommodation de l’œil

★ À maîtriser

• Pour obtenir une vision nette quelle que soit la distance de l’objet, l’œil modifie la distance focale de son cristallin : ce phénomène est l’accommodation.

Compléments

• Dans l’œil réel, la distance entre le cristallin et la rétine est fixe et l’image doit se former sur la rétine pour que la vision soit nette.

💡 Astuce mémo

La rétine reste à distance fixe → le cristallin change sa distance focale.

📊 Tableaux de synthèse

Œil réel et modèle de l’œil réduit