Les simulations ci-dessous expliquent la construction des rayons lumineux traversant une lentille mince et indiquent les propriétés des images formées. Les lentilles sont supposées présenter un stigmatisme et un aplanétisme parfaits.
Formation des images avec une lentille convergente
Simulation
Built with Processing
Avec la souris, déplacez l'objet pour tester les différentes situations.
Formation des images avec une lentille divergente
Simulation
Built with Processing
Déplacez l'objet pour tester les différentes situations.
Observations
- Vérifier qu'une lentille convergente donne d'un objet proche une image virtuelle agrandie. En revanche, elle est rétrécie dans le cas d'une lentille divergente. C'est une des méthodes qui permet de distinguer une lentille convergente d'une lentille divergente.
- Vérifier que l'image que donne une lentille convergente d'un objet réel est renversée quand elle capturée sur un écran.
- Vérifier qu'on ne peut jamais former une image réelle à l'aide d'un objet réel et d'une lentille divergente.
Explications
Rappelons les principes de cette construction :
- Pour trouver l’image d’un point il suffit de considérer deux rayons issus de ce point ; tous les autres issus du même point passeront par le point image. De plus, l’image d’un point sur l’axe optique étant sur l’axe optique, pour trouver l’image d’un objet droit vertical AB (A est sur l’axe optique et B est l’extrémité de l’objet) il suffit de trouver B’ l’image de B ; on sait alors que l’image est A’B’ avec A’ situé sur l’axe optique tel que A’B’ est perpendiculaire à l’axe optique.
- Avant toute chose il faut placer l’objet. Si l’objet AB est réel, il est forcément à gauche de la lentille et les rayons sont issus de chaque point de l’objet. Si l’objet est virtuel, il se situe à droite de la lentille et les rayons “objets” se dirigent vers l’objet mais sont réfractés avant d’atteindre l’objet.
- Pour trouver l’image d’un point il faut choisir des rayons dont on connait le comportement.
- un rayon horizontal arrivant sur une lentille convergera en F’ si elle est convergente et divergera en semblant provenir de F’ si la lentille est divergente.
- un rayon passant ou se prolongeant en F ressortira horizontalement.
- un rayon passant par O n’est pas dévié.
- Une fois les rayons tracés on détermine si l’image est réelle ou virtuelle. Si les rayons issus de B se coupent effectivement en B’, alors B’ est une image réelle. On peut la capturer sur un écran. Si les rayons issus de B divergent après réfraction en semblant provenir de B’, alors B’ est une image virtuelle visible à l’il nu mais que l’on ne peut pas capturer directement sur un écran.