les lentilles minces sphériques
DESCRIPTION
Les lentilles minces sphériques. 1. Présentation. . 1. Présentation. . 1.1. Définition. 1. Présentation. . 1.1. Définition. Une lentille est l’association de deux dioptres dont l’un au moins est sphérique. . Air. C 2. S 2. C 1. O. S 1. Indice n. Dioptre 1. Air. C 2. S 2. C 1. O. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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Les lentilles minces sphériques
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1. Présentation.
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1. Présentation.
1.1. Définition.
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1. Présentation.
1.1. Définition.
Une lentille est l’association de deux dioptres dont l’un au moins est sphérique.
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C2 C1S2S1
O
Indice n
Air
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C2 C1S2S1
O
Indice n
Air Dioptre 1
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C2 C1S2S1
O
Indice n
Air Dioptre 2
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C2 C1S2S1
O
Indice n
Air
Centre de la lentille
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1.2. Lentilles minces.
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1.2. Lentilles minces.
Une lentille est dite mince quand son épaisseur est faible par rapport aux rayons de courbure de ses dioptres constitutifs.
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1.2. Lentilles minces.
Une lentille est dite mince quand son épaisseur est faible par rapport aux rayons de courbure de ses dioptres constitutifs.
On a :
C1S1 >> S1S2 et C2S2>> S1S2
On considère alors l’épaisseur de la lentille comme négligeable, et que S1 et S2 sont confondus avec O.
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Différents types de profils de lentilles :
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2. Marche des rayons lumineux dans une lentille.
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2. Marche des rayons lumineux dans une lentille.
2.1. Lentille convergente, lentille divergente.
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Lentille biconvexe
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Rayon incident
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Normale
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Rayon réfracté
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Normale
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Rayon réfracté
![Page 21: Les lentilles minces sphériques](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56816421550346895dd5e1b3/html5/thumbnails/21.jpg)
Le rayon converge vers l’axe : la lentille est convergente
![Page 22: Les lentilles minces sphériques](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56816421550346895dd5e1b3/html5/thumbnails/22.jpg)
Lentille biconcave
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Le rayon s’éloigne l’axe : la lentille est divergente
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2.2. Foyers d’une lentille.
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Le foyer objet F est le point de l'axe optique tel que tout rayon passant par F sorte parallèle à l'axe optique.
2.2. Foyers d’une lentille.
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Le foyer objet F est le point de l'axe optique tel que tout rayon passant par F sorte parallèle à l'axe optique.
Le foyer image F' est le point de l'axe optique tel que tout rayon passant par F ' vienne d'un rayon incident parallèle à l'axe optique.
2.2. Foyers d’une lentille.
![Page 31: Les lentilles minces sphériques](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56816421550346895dd5e1b3/html5/thumbnails/31.jpg)
Distance focales :
La distance focale objet est la distance entre le centre de la lentille O et le foyer objet F.
OF
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Distance focales :
La distance focale objet est la distance entre le centre de la lentille O et le foyer objet F.
La distance focale image est la distance entre le centre de la lentille O et le foyer objet F’.
OF
'OF
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On note :
'' OFfOFf
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On note :
'' OFfOFf
En raison de la symétrie de la lentille mince :
'OFOF
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Les valeurs sont des valeurs algébriques et ont un signe.
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Convention d’orientation :
Le sens positif est fixé par le sens d’arrivée de la lumière.
Les valeurs sont des valeurs algébriques et ont un signe.
![Page 37: Les lentilles minces sphériques](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56816421550346895dd5e1b3/html5/thumbnails/37.jpg)
Convention d’orientation :
Le sens positif est fixé par le sens d’arrivée de la lumière.
Lentille convergente : f’ > 0.
Lentille divergente : f’ < 0.
Les valeurs sont des valeurs algébriques et ont un signe.
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Représentation des lentilles minces :
F F’O
Lentille convergente
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Représentation des lentilles minces :
F’ FO
Lentille divergente
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2.3. Tracé de l’image donnée par une lentille.
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En raison des propriétés de O, F, F’ :
![Page 42: Les lentilles minces sphériques](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56816421550346895dd5e1b3/html5/thumbnails/42.jpg)
En raison des propriétés de O, F, F’ :
Un rayon lumineux passant par le centre O de la lentille n’est pas dévié.
![Page 43: Les lentilles minces sphériques](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56816421550346895dd5e1b3/html5/thumbnails/43.jpg)
En raison des propriétés de O, F, F’ :
Un rayon lumineux passant par le centre O de la lentille n’est pas dévié.
Un rayon lumineux incident qui passe par le foyer objet F ressort parallèlement à l’axe de la lentille.
![Page 44: Les lentilles minces sphériques](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56816421550346895dd5e1b3/html5/thumbnails/44.jpg)
En raison des propriétés de O, F, F’ :
Un rayon lumineux passant par le centre O de la lentille n’est pas dévié.
Un rayon lumineux incident qui passe par le foyer objet F ressort parallèlement à l’axe de la lentille.
Un rayon lumineux incident parallèle à l’axe de la lentille ressort par le foyer image F’.
![Page 45: Les lentilles minces sphériques](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56816421550346895dd5e1b3/html5/thumbnails/45.jpg)
F F ’
O
Image donnée par une lentille convergente
A
B
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F
F ’OA
B
Un rayon passant par le centre optique O n’est pas dévié
![Page 47: Les lentilles minces sphériques](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56816421550346895dd5e1b3/html5/thumbnails/47.jpg)
F
F ’OA
B
Un rayon incident parallèle à l’axe optique…
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F
F ’OA
B
… ressort par le foyer image F’
![Page 49: Les lentilles minces sphériques](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56816421550346895dd5e1b3/html5/thumbnails/49.jpg)
F
F ’
OA
B
Un rayon incident passant par le foyer objet F…
![Page 50: Les lentilles minces sphériques](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56816421550346895dd5e1b3/html5/thumbnails/50.jpg)
F
F ’OA
B
… ressort parallèlement à l’axe optique.
![Page 51: Les lentilles minces sphériques](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56816421550346895dd5e1b3/html5/thumbnails/51.jpg)
F
F ’OA
B
L’image A’B’ est entre l’axe et le croisement des rayons.
A’
B’
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3. Relation de conjugaison et de grandissement des lentilles minces.
![Page 53: Les lentilles minces sphériques](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56816421550346895dd5e1b3/html5/thumbnails/53.jpg)
3. Relation de conjugaison et de grandissement des lentilles minces.
3.1. Grandissement.
![Page 54: Les lentilles minces sphériques](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56816421550346895dd5e1b3/html5/thumbnails/54.jpg)
objetldeTailleimageldeTaille
entGrandissem''
![Page 55: Les lentilles minces sphériques](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56816421550346895dd5e1b3/html5/thumbnails/55.jpg)
objetldeTailleimageldeTaille
entGrandissem''
ABBA ''
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3.2. Relations de Newton.
![Page 57: Les lentilles minces sphériques](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56816421550346895dd5e1b3/html5/thumbnails/57.jpg)
F
F ’OA
B
A’
B’
![Page 58: Les lentilles minces sphériques](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56816421550346895dd5e1b3/html5/thumbnails/58.jpg)
F
F ’OA
B
A’
B’I
Relations de Newton
![Page 59: Les lentilles minces sphériques](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56816421550346895dd5e1b3/html5/thumbnails/59.jpg)
F
F ’OA
B
Relations de Newton
A’
B’
J
![Page 60: Les lentilles minces sphériques](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56816421550346895dd5e1b3/html5/thumbnails/60.jpg)
3.2. Relations de Descartes.
![Page 61: Les lentilles minces sphériques](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56816421550346895dd5e1b3/html5/thumbnails/61.jpg)
F
F ’OA
B
Relations de Descartes
A’
B’
![Page 62: Les lentilles minces sphériques](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061502/56816421550346895dd5e1b3/html5/thumbnails/62.jpg)
En résumé :
Relations de conjugaison de Newton.
'''
''²''.
fAF
FAf
fAFFA
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Relations de Descartes
OAOA
ABBA
f1
OA1
OA1
'''''
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Notations
'' OApOAp
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Notations
'' OApOAp
Les relations de Descartes s’écrivent alors :
pp
f1
p1
p1
'''
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Remarque : la vergence
'f1v
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Remarque : la vergence
'f1v
v en dioptrie (d) ; 1 d = 1 m-1
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4. Association de lentilles.
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4. Association de lentilles.
Deux lentilles minces L1 et L2 accolées se comportent comme une seule lentille mince.
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On montre que la distance focale de la lentille équivalente est donnée par :
21 f1
f1
f1
'''
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Deux lentilles sont considérées accolées si la distance entre elles est faible devant leur distance focale.