Fiche de révision : Vision et lentilles convergentes

📋 Plan du Cours

1. Modèle réduit de l’œil
2. Caractéristiques de la lentille convergente
3. Formation d’une image réelle
4. Grandissement et orientation
5. Applications à l’appareil photographique

📖 1. Modèle réduit de l’œil

🔑 Notions clés & Définitions

• Œil réduit : Modèle dans lequel la pupille est représentée par un diaphragme, les milieux transparents par une lentille mince convergente et la rétine par un écran.

📝 Points essentiels

• La distance entre le cristallin et la rétine reste constante dans l’œil humain et vaut environ 17 mm.

• Pour obtenir une vision nette, l’image doit se former sur la rétine et le cerveau interprète à l’endroit l’image renversée qui s’y forme.

📌 L’accommodation correspond à la déformation du cristallin, qui modifie la distance focale afin de former sur la rétine l’image d’un objet pas trop proche ; pour un objet suffisamment éloigné, l’œil est au repos et n’accommode pas.

💡 Astuce mémo

Œil au repos : objet éloigné ; accommodation : cristallin déformé

📖 2. Caractéristiques de la lentille convergente

🔑 Notions clés & Définitions

• Lentille convergente : Caractérisée par son centre optique O, son axe optique Δ, son foyer image F’ et son foyer objet F, symétrique de F’ par rapport à O.
• Distance focale : La distance focale f’ d’une lentille convergente est la distance entre son centre optique O et son foyer image F’, exprimée en mètres.

★ À maîtriser

📌 Un rayon incident passant par le centre optique O n’est pas dévié lorsqu’il traverse la lentille.

📌 Un rayon incident parallèle à l’axe optique Δ émerge de la lentille en passant par le foyer image F’.

Compléments

📌 Un rayon incident passant par le foyer objet F émerge de la lentille parallèlement à l’axe optique Δ.

💡 Astuce mémo

Un rayon central traverse O sans tourner, tandis que les rayons parallèles convergent vers F’

📖 3. Formation d’une image réelle

🔑 Notions clés & Définitions

• Image réelle : Produite par une lentille et observable sur un écran lorsque la distance entre l’objet et la lentille est supérieure à la distance focale f’.

★ À maîtriser

• La construction de l’image A’B’ d’un objet AB avec une lentille convergente consiste à tracer plusieurs rayons remarquables issus de l’objet, puis à repérer leur intersection après la lentille.

• L’image A’B’ formée par une lentille convergente est renversée par rapport à l’objet AB.

Compléments

📌 Lorsque l’objet AB se rapproche du foyer objet F sans le dépasser, l’image devient plus grande ; lorsqu’il s’en éloigne, l’image devient plus petite.

💡 Astuce mémo

Objet → lentille → rayons remarquables → image sur écran

📖 4. Grandissement et orientation

🔑 Notions clés & Définitions

• Valeur algébrique : La longueur algébrique d’un segment dépend du choix d’orientation, souvent positif de bas en haut et dans le sens de propagation de la lumière.

📝 Points essentiels

📐 Formule — Le grandissement vérifie $\gamma = \frac{\overline{A'B'}}{\overline{AB}} = \frac{\overline{OA'}}{\overline{OA}}$.

📌 Si la valeur absolue du grandissement vérifie $|\gamma| < 1$, l’image A’B’ est plus petite que l’objet AB.

📌 Si le grandissement vérifie $\gamma < 0$, l’image A’B’ est inversée par rapport à l’objet AB.

💡 Astuce mémo

γ < 0 : image renversée ; |γ| < 1 : image réduite

📖 5. Applications à l’appareil photographique

★ À maîtriser

• Dans l’appareil photographique, une lentille convergente de distance focale f’ = 3,0 cm forme l’image d’un verre à pied de 6 cm de hauteur situé à 18 cm de l’appareil, sur une pellicule jouant le rôle d’écran.

• 🔄 L’étude de l’image photographique suit ces étapes:

  1. Réaliser le schéma à l’échelle
  2. Construire l’image avec les rayons remarquables
  3. Déterminer le sens de l’image
  4. Déterminer sa taille
  5. Déterminer sa distance à la lentille

Compléments

📌 Pour vérifier une construction, on mesure la taille de l’objet et celle de l’image, on calcule le grandissement, puis on utilise $|\gamma| = \frac{A'B'}{AB} = \frac{OA'}{OA}$ pour calculer OA’.

• Une pellicule de hauteur 1,0 cm ne peut enregistrer complètement l’image que si la hauteur de cette image ne dépasse pas 1,0 cm.

💡 Astuce mémo

Schématiser → construire → mesurer → caractériser l’image

📊 Tableaux de synthèse

Rayons remarquables d’une lentille convergente