Comment trouver la position de l'objet à partir de celle de l'image ?

Réarrange la relation de conjugaison : 1/u = 1/f − 1/v. Une lentille convergente de f = 10 cm donne une image réelle à v = 30 cm, donc 1/u = 1/10 − 1/30 = 2/30 et u = 15 cm, avec un grandissement de −2. Choisis Distance objet u dans Calculer pour voir chaque étape.

Comment tracer les rayons pour une lentille convergente ?

Depuis le sommet de l'objet, trace un rayon parallèle à l'axe qui ressort en passant par le foyer image F', et un rayon qui passe par le centre optique sans être dévié. Leur intersection donne le sommet de l'image. Un troisième rayon passant par le foyer objet F, qui ressort parallèle à l'axe, permet de vérifier.

Quand une lentille convergente donne-t-elle une image virtuelle ?

Quand l'objet est plus proche de la lentille que la distance focale. Les rayons ressortent en s'écartant et ne se croisent jamais ; prolongés vers l'arrière, ils semblent venir d'une image droite et agrandie du côté de l'objet. C'est le principe de la loupe.

Que se passe-t-il quand l'objet est à 2F ?

L'image se forme à 2F' de l'autre côté, réelle, renversée et de même taille : v = u = 2f et le grandissement vaut 1 en valeur absolue.

Pourquoi une lentille divergente donne-t-elle toujours une image virtuelle ?

Elle écarte tous les rayons, donc ceux qui viennent d'un objet réel ne se croisent jamais après la lentille. Leurs prolongements se coupent entre la lentille et le foyer côté objet : l'image est droite, plus petite et virtuelle, quelle que soit la position de l'objet.

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Lentilles et tracé de rayons

Une lentille dévie la lumière pour que les rayons issus d'un point de l'objet se rejoignent en un point de l'image. Déplace l'objet : l'image bouge, grandit, rétrécit ou se renverse.

Juste le résultat ? Formules de physique

Distance de l'image v en fonction de la distance de l'objet u

Mesures

Ce qui se passe

Une lentille convergente rabat les rayons parallèles vers l'axe : ils se croisent au foyer image F', à la distance focale f de la lentille. Une lentille divergente les écarte comme s'ils venaient d'un foyer situé du côté de l'objet. Pour trouver l'image, deux des trois rayons issus du sommet de l'objet suffisent : celui qui passe par le centre optique et n'est pas dévié ; celui qui arrive parallèle à l'axe et ressort par F' ; celui qui passe par le foyer objet F et ressort parallèle. Là où les rayons se croisent vraiment se trouve une image réelle, qu'on peut recueillir sur un écran, et elle est renversée. Si les rayons ressortent en s'écartant, on les prolonge en pointillés vers l'arrière : ils semblent venir d'une image virtuelle, droite et du même côté que l'objet. Avec l'objet entre F et la lentille, une lentille convergente sert de loupe. La relation de conjugaison donne le même résultat que le tracé.

1/f = 1/u + 1/vgrandissement = taille de l'image / taille de l'objet = v / uV = 1/f (f en m)

Collège et seconde : lentilles et formation des images. Lycée (première, spécialité physique-chimie) : relation de conjugaison, grandissement et vergence en dioptries.

Défi

Prédis d'abord : une lentille convergente a f = 10 cm et l'objet est à 15 cm. À quelle distance derrière la lentille se forme l'image, et est-elle plus grande ou plus petite que l'objet ? Règle la simulation et vérifie.

Questions fréquentes

Comment trouver la position de l'objet à partir de celle de l'image ?: Réarrange la relation de conjugaison : 1/u = 1/f − 1/v. Une lentille convergente de f = 10 cm donne une image réelle à v = 30 cm, donc 1/u = 1/10 − 1/30 = 2/30 et u = 15 cm, avec un grandissement de −2. Choisis Distance objet u dans Calculer pour voir chaque étape.
Comment tracer les rayons pour une lentille convergente ?: Depuis le sommet de l'objet, trace un rayon parallèle à l'axe qui ressort en passant par le foyer image F', et un rayon qui passe par le centre optique sans être dévié. Leur intersection donne le sommet de l'image. Un troisième rayon passant par le foyer objet F, qui ressort parallèle à l'axe, permet de vérifier.
Quand une lentille convergente donne-t-elle une image virtuelle ?: Quand l'objet est plus proche de la lentille que la distance focale. Les rayons ressortent en s'écartant et ne se croisent jamais ; prolongés vers l'arrière, ils semblent venir d'une image droite et agrandie du côté de l'objet. C'est le principe de la loupe.
Que se passe-t-il quand l'objet est à 2F ?: L'image se forme à 2F' de l'autre côté, réelle, renversée et de même taille : v = u = 2f et le grandissement vaut 1 en valeur absolue.
Pourquoi une lentille divergente donne-t-elle toujours une image virtuelle ?: Elle écarte tous les rayons, donc ceux qui viennent d'un objet réel ne se croisent jamais après la lentille. Leurs prolongements se coupent entre la lentille et le foyer côté objet : l'image est droite, plus petite et virtuelle, quelle que soit la position de l'objet.