Lentille convergente

Dans cette vidéo, notre professeur de physique t'explique en détails les caractéristiques d'une lentille convergente.

Qu'est-ce q'une lentille convergente ?

En optique, un schéma typique est composé d’un trait horizontal représentant l' axe optique, d’un trait vertical avec deux chevrons qui représente la lentille convergente, et des rayons arrivant sur la lentille. Ces rayons parallèles à l’axe optique sont déviés par la lentille et  convergent alors vers le foyer image F′. Le symétrique de F′ par rapport à O est appelé foyer objet et est noté F.

La distance algébrique

En mathématique, une distance est souvent positive, mais en optique, ce n'est pas toujours le cas. On ajoute une notion de direction à ces distances, et pour cela une convention est prise. Lorsque l’on va vers la droite et/ou vers le haut les distances sont positives, sinon elles sont négatives.

Par exemple, si on considère ces 3 points :

En distance classique la distance AB est égale à la distance BA (AB=BA>0). En optique, pour indiquer qu'il s'agit d'une distance algébrique, tu la noteras avec une barre au-dessus : 

Dans le cas présent 

Et de la même manière,

En effet, pour AB et AC la direction est dans le sens positif, alors que pour BA et CA elle est négative. Dans tous les cas, ces distances sont exprimées en mètre (m).

La distance focale

La distance focale est une caractéristique de la lentille, elle est notée

'

 et vaut 

Remarque : 
dans le cas d'une lentille convergente, puisque les rayons convergent à droite du point d'origine O. Selon la convention, en direction de la droite, le sens est positif.

3 rayons particuliers à connaître

Ces 3 rayons particuliers sont indispensables à connaître pour effectuer des tracés géométriques.

1. Le rayon arrivant parallèle à l’axe optique : il sort après la lentille en passant forcément par le foyer image F′.
2. Le rayon passant par le centre optique O : il n’est pas dévié, il continue sa trajectoire après le passage par la lentille.
3. Le rayon passant par le foyer objet F: il sort parallèle à l’axe optique après la lentille.