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Lentille convergente : construction de l'image

Transcription de la vidéo

alors un peu comme pour les miroirs paraboliques ce qu'on va faire dans cette petite vidéo c'est regarder quelle est l'image d'un objet à gauche d'une lentille convergentes en fonction de l'endroit où on place cet objet par rapport au point focal donc j'en profite pour préciser que de manière classique la lumière se propage de la gauche vers la droite et que donc l'espace réel les objets est à gauche et l'espace des images réelles est à droite pour cette lentille convergentes donc ici j'ai dessiné une lentille convergentes que je représente par une double flèche comme ça donc je ne représente plus les deux parois de la syrie où comme on l'a vu dans la vidéo précédente il ya une réfraction à chaque paroisse simplement va représenter par un trait la lentille convergentes et utiliser les propriétés qu'on a montré dans la vidéo précédente donc ici j'ai représenté les deux point focal le point focal image à gauche est le point le point focal objets à gauche est le point focal image à droite ainsi que deux fois la distance entre le centre de la lentille est le point focal que j'ai appelé de zafy ci est de zf prime de l'autre côté donc on va aborder ces différents exemples simplement pour s'entraîner un peu au tracé des rayons optique et pour bien comprendre l'utilité des lentilles convergentes si tu veux on commence avec le premier et puis je te conseille fortement de faire pause sur cette vidéo et pour t'entraîner toi même à dessiner les autres cas et vérifier ensuite si tu as bien compris si ça colle bien avec les réponses que je vais donner dans la suite de cette vidéo premier cas on va d'abord placer un objet je vais mettre supérieure à 2 f pour dire que cet objet est plus loin que deux fois la distance focale donc par exemple je place mon objet ici que je représente par une flèche alors souviens toi cet objet réfléchit la lumière de manière diffuse donc en fait chaque point va émettre de la lumière dans toutes les directions seulement nous on va choisir de tracer des rayons particulier des rayons en fait dont il est facile de connaître le trajet est donc pour obtenir l'image facilement et rapidement donc par exemple comme on l'a vu dans la vidéo précédente le rayon qui est parallèle à laax optique et qui part du sommet de l'objet donc ce rayon on sait qu'il va subir une réfraction sur chaque face de la lentille alors on l'a on les représente pas ici et qu'il va être émergent en passant par le point focal image donc le point focal qui est de l'autre côté de la lentille donc c'est ce que je vais faire tout de suite on part du point d'impact sur la lentille et on trace le rayon émergents qui passe par le point focal deuxième rayon remarquable qu'on peut tracer facilement c'est celui qui part du sommet et passe par le point focal objet donc celui ci on sait que ce rayon en vertu du principe de retours inverse de la lumière va sortir de manière parallèle à l'axé optique il va émerger de manière parallèle donc voilà le rayon émergents et donc ici on trouve un point d'intersection qui est en fait le haut de l'image donc si on fait pareil pour chaque point qui constituent cet objet est bien va en construire le segment que je suis en train de tracer en rouge ici donc voilà notre image par la lentille convergentes de notre objet donc voici l'image ici donc c'est une image réelle on peut bien la projeter sur un écran elle est aussi inversé et elle est plus petite dans le cas ce premier quart d'un objet à une distance supérieure à deux fois la distance focale du centre de la lentille on est plus loin que 2 f eh bien on se retrouve avec une image réelle inversé est plus petit ensuite deuxième cas on va placer notre objet pile à deux fois la distance focale à gauche de la lentille donc par exemple ici voilà notre objet donc là je te conseille en fait de faire stop sur cette vidéo prendre un papier un crayon et essayer toi même d'obtenir l'image de cet objet lorsqu'il est placé à deux fois la distance focale donc là une fois de plus on va appliquer exactement le même principe pour la construction donc on prend d'abord un rayon parallèle à l'axé optique le voici ok ensuite ce rayon émergent en passant par le foyer images vol un deuxième rayon un rayon qui part toujours du sommet notre objet mais qui cette fois va lui être passé par le foyer objet le point focal objets à gauche de la lentille et il émerge de manière parallèle à l'axé optique donc qu'est ce qu'on constate alors on constate que notre image est formé exactement à la même distance de la lentille mais du côté droit donc j'en profite pour dire que dans le cas précédent notre image était plus proche du centre d'albi puisqu'il était du côté gauche de deux f alors qu'ici il était plus loin donc ici on a un objet qui exactement à la même distance et en fait situé par exemple fait cette construction sur du papier millimétré tu pourras voir qu'on a fait un parallélogramme donc ce côté est égal à ce côté et ce côté est égal à ce côté donc les côtés sont deux à deux parallèles donc on a un parallélogramme parfait et donc on a une image qui est toujours réelle elle est inversée et de même taille très bien donc cas suivants cas numéro 3 on va s'intéresser à un objet qui est compris entre f et 2f donc toujours même principe je trace un rayon parallèle ce rayon parallèle va émerger en passant par le point focal images de ce côté hockey deuxième rayon particulier on va tracer le rayon qui part du sommet de notre objet qui passe par le point focal objet le voilà donc ce rayon et émergents de manière parallèle à l'axé optique ça nous donne quelque chose comme ça je vais être obligé de prolonger un petit peu ici pour trouver l'intersection donc notre objet va donner une image ici qui est toujours réelle toujours inversée alors attention ça reste un segment de droite ok mais qui est agrandie donc on a une image réelle image réelle inversée et plus grand mou elle est également plus loin du centre de la lentille et donc si on regarde bien c'est un peu le cas opposé du premier quart dans le premier cas on avait un objet plus grand et plus loin pour une image plus petit et plus proche ici donc dans ce cas on a un objet plus petit et plus proche qui donnent une image plus grande et plus loin ensuite quatrième qu'un quatrième cas on va placer notre objet sur le point focal donc bien sûr un lit d je répète une fois de plus de cet exercice c'est pas que tu me retienne parker chaque cas de figure pour le ressortir un examen c'est plutôt que tu comprennes bien l'idée comme en thrace ses rayons au petit comment on trouve une image comment on manipule une lentille convergentes et que tu puisse le retrouver par toi même lorsque tu on a besoin dans les exercices ou dans un examen retenir tout ça par coeur c'est peut-être pas forcément nécessaire hier donc toujours la même méthode on va tracer d'abord le rayon parallèle à laax optique ce rayon et émergents en passant par le point focal images voilà par contre on va pouvoir tracer notre deuxième rayons qui passe par le point focal objet puisque l'objet est exactement sur point focal donc ce qu'on va faire c'est qu'on va tracer le rayon qui n'est pas dévier le rayon qui n'est pas dévié c'est celui qui passe par le centre optique de la lentille donc ici à l'intersection entre la lentille et l'accès optique donc on voit que ce rayon n'est pas dévié et il émerge de manière parallèle au deuxième rayons donc qu'est ce qui se passe si j'ai un observateur ici je sais dessinée c'est son oeil si j'ai un observateur ici qui regarde mais il ne va pas voir d'intersection pour ces deux rayons parallèle émergents donc dans ce cas de l'objet sur le point focal est bien qu'est ce qu'on peut dire l'image et à l'infini donc il ne reste plus qu'à s'attaquer au 5e et dernier qu'un donc ici on va placer notre objet une distance plus faible que la distance focale donc par exemple voici notre objet je trace le premier rayon qui part du sommet de l'objet parallèle l axe optique il arrive sur la lentille il va être réfractée et le rayon émergents passe toujours par le point focal images ensuite est-ce que je peux tracé le rayon qui passe par le point focal objets alors je vais le tracé en pointillés entre le point focal est l'objet ensuite dans son prolongement trace le rayon qui part du sommet et qui arrive sur la lentille ce rayon va émerger en et en parallèle à l'axé optique donc voilà ce que ça donne donc si on a un observateur situé de ce côté qu'est ce qu'ils voient ils voient d'oreillons qui divergent donc déjà on peut dire qu'il n'y a pas d'image rés elle par contre on a bien l'impression que ces deux rayons divers jeux proviennent d'un point d'intersection de l'autre côté de l'anti donc je vais les prolonger en pointillés et effectivement on trouve un point d'intersection ici qui passait entre le point focal et le centre de la lentille son image est situé du même côté donc on parle d'une image virtuelle cette image est également plus grande et donc en fait c'est exactement le principe qui utilisait dans une loupe dans une loupe on rapproche une lentille convergentes d'un objet de petite taille pour en avoir une image dans le même sens est plus grande