Les lentilles sphériques font partie de l'étude de physique optique, étant un dispositif optique composé de trois supports homogènes et transparents.
Dans ce système, deux dioptries sont associées dont l'une est nécessairement sphérique. L'autre dioptrie peut être plate ou sphérique.
Les lentilles sont d'une grande importance dans nos vies, car avec elles, nous pouvons augmenter ou réduire la taille d'un objet.
Exemples
De nombreux objets du quotidien utilisent des lentilles sphériques, par exemple :
- Lunettes
- Loupe
- Microscopes
- télescopes
- Appareils photo
- Caméscopes
- Projecteurs
Types de lentilles sphériques
Selon le courbure cette caractéristique, les lentilles sphériques sont classées en deux types :
Lentilles convergentes
Aussi appelé lentilles convexes, les lentilles convergentes ont une courbure vers l'extérieur. Le centre est plus épais et le bord est plus fin.
Schéma de lentilles convergentes
L'objectif principal de ce type de lentille sphérique est de augmenter les objets. Ils portent ce nom parce que le les rayons de lumière convergent, c'est-à-dire approchez-vous.
Lentilles divergentes
Aussi appelé lentilles concaves, les lentilles divergentes présentent une courbure interne. Le centre est plus fin et le bord est plus épais.
schéma de lentilles divergentes
L'objectif principal de ce type de lentille sphérique est de rétrécir les objets. Ils portent ce nom parce que le les rayons lumineux divergent, c'est-à-dire s'éloigner.
De plus, selon le types de dioptries dont la caractéristique (sphérique ou sphérique et plate), les lentilles sphériques peuvent être de six types :
Types de lentilles sphériques
Lentilles convergentes
- a) Biconvexe: a deux faces convexes
- b) Plan convexe: une face est plate, l'autre est convexe
- c) Concavo-convexe: une face est concave et l'autre est convexe
Lentilles divergentes
- d) Biconcave: a deux faces concaves
- e) Plan concave: une face est plate et l'autre est concave
- f) Convexe-Concave: une face est convexe et l'autre est concave
Noter: Parmi ces types, trois d'entre eux ont un bord plus fin et trois ont un bord plus épais.
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Formation d'images
L'imagerie varie selon le type d'objectif :
Lentille convergente
Les images peuvent être formées dans cinq cas :
- Image réelle, inversée et plus petite que l'objet
- Image réelle, inversée et même taille d'objet
- Image réelle, inversée et plus grande que l'objet
- Image incorrecte (est à l'infini)
- Image virtuelle, à droite de l'objet et plus grande que lui
lentille divergente
Comme pour la lentille divergente, la formation de l'image est toujours: virtuelle, à droite de l'objet et plus petite que lui.
Puissance focale
Chaque lentille a une puissance focale, c'est-à-dire la capacité à faire converger ou diverger les rayons lumineux. La puissance focale est calculée par la formule :
P = 1/f
Étant,
P: puissance focale
F: distance focale (de l'objectif à la mise au point)
Dans le système international, la puissance focale est mesurée en dioptrie (D) et la distance focale en mètres (m).
Il est important de noter que dans les lentilles convergentes, la distance focale est positive, c'est pourquoi on les appelle aussi lentilles positives. Dans les lentilles divergentes, cependant, il est négatif et, par conséquent, on les appelle lentilles négatives.
Exemples
1. Quelle est la puissance focale d'une lentille convergente de focale de 0,10 mètre ?
P = 1/f
p = 1/0,10
P = 10D
2. Quelle est la puissance focale d'une lentille divergente de focale de 0,20 mètre ?
P = 1/f
P = 1/-0,20
P = - 5D
Exercices d'examen d'entrée avec rétroaction
1. (CESGRANRIO) Un objet réel est placé perpendiculairement à l'axe principal d'une lentille convergente de focale f. Si l'objet est à une distance de 3f de l'objectif, la distance entre l'objet et l'image conjuguée par cet objectif est :
a) f/2
b) 3f/2
c) 5f/2
d) 7f/2
e) 9f/2
Alternative b
2. (MAKENZIE) En considérant une lentille biconvexe dont les faces ont le même rayon de courbure, on peut dire que :
a) le rayon de courbure des faces est toujours égal au double de la distance focale ;
b) le rayon de courbure est toujours égal à la moitié de l'inverse de sa vergence ;
c) il est toujours convergent, quel que soit le milieu environnant ;
d) elle n'est convergente que si l'indice de réfraction du milieu environnant est supérieur à celui du matériau de la lentille ;
e) elle n'est convergente que si l'indice de réfraction du matériau de la lentille est supérieur à celui de l'environnement.
Alternative et
3. (UFSM-RS) Un objet est sur l'axe optique et à une distance P d'une lentille de distance convergente F. Étant P plus grand alors F c'est plus petit que 2f, on peut dire que l'image sera :
a) virtuel et plus grand que l'objet ;
b) virtuel et plus petit que l'objet ;
c) réel et plus grand que l'objet ;
d) réel et plus petit que l'objet ;
e) réel et égal à l'objet.
Alternative c
