Vision et images Chap I: Les lentilles convergentes

I-Conceptions historiques de la vision illustrations scan\L'oeil, du réel au modèle.bmp 1°) Pendant l’Antiquité. Platon, Ptolémée, Aristote, Euclide. Ils expliquent la vision par l’émission par l’œil d’un « feu visuel » qui se propage jusqu’aux objets pour en éprouver la forme et la couleur. Au III ème siècle avant JC, Euclide géométrise l’optique: La lumière se propage suivant des lignes droites qu’il appelle des « rayons ». illustrations scan\la vision dans l'Antiquité.bmp

2°) Au Moyen Age. Au X ème siècle, un scientifique persan, Alhazen, apporte une réponse révolutionnaire:illustrations scan\la vision au Moyen-Age.bmp Il explique le processus de la vision par des rayons de lumière parvenant à l’oeil à partir de chaque point d’un objet. Mais, pour lui, l’image se forme au fond de l’oeil à l’endroit.

3°) Au XVII ème siècle Képler, Descartes. L’œil fonctionne comme une chambre noire: « la caméra obscura ». illustrations scan\Caméra obscura.bmp illustrations scan\la ruelle.bmp Les rayons de lumière, issus de l’objet, pénètrent dans l’œil, se croisent dans celui-ci et forment une image renversée de l’objet sur le fond de l’œil, la rétine. illustrations scan\la vision au XIIème.bmp C’est la théorie actuelle sur la vision des objets.

4°) Aujourd’hui On connaît le processus de la transmission du message nerveux. On sait que la stimulation lumineuse est convertie en signal électrique qui chemine jusqu’au cerveau par la voie du nerf optique.

II-Les lentilles convergentes. 1°)Deux types de lentilles lentille convergente et lentille divergente. Représentation symbolique

2°)Propriétés des lentilles convergentes illustrations scan\propriétés lentilles.pdf

a)Tout rayon lumineux incident passant par le centre optique O ne subit pas de déviation. Schéma

b) Tout rayon lumineux incident parallèle à l’axe optique émerge en passant par un point situé sur l’axe, appelé foyer image F’. Schéma

c) Tout rayon lumineux incident passant par le foyer objet F, symétrique du foyer image F’ par rapport à O, émerge parallèle à l’axe optique. Schéma

3°) Distance focale. Vergence. La distance entre le centre optique O et le foyer image F’ est appelée distance focale. Elle est notée f’. Elle s’exprime en mètre (m). Elle est caractéristique de la lentille. Plus la lentille est bombée, plus la distance focale est petite.

La vergence C d’une lentille est l’inverse de la distance focale: 1 C = f’ Elle s’exprime en dioprtrie ( δ ) Grandeur utilisée par les ophtalmologistes.

4°)Construction de l’image d’un objet. On dispose d’une lentille convergente de distance focale f’ = 12,5cm. A partir d’une construction graphique, trouver les caractéristiques de l’image A’B ’ d’un objet AB, dans les trois cas suivants: Cas n°1: distance objet-lentille: 20cm Cas n°2: distance objet-lentille: 32,5cm Cas n°3: distance objet-lentille: 7,5cm

Remplir le tableau suivant: Cas n°1 n°2 n°3 Distance objet - lentille 20cm 32,5cm 7,5cm L’image est-elle observable sur un écran? oui / non Distance lentille- image Taille de l’image par rapport à l’objet Plus petite / plus grande/identique Sens de l’image par rapport à l’objet Droite / renversée

III-Relations de conjugaison et de grandissement 1°) Relation de conjugaison Conventions d’orientation = 0A’ OA f ’

2°)Formule du grandissement A’B’ OA’ γ = = AB OA

Caractéristiques de l’image. γ > 0 → Image droite dans le sens de l’objet γ < 0 → Image renversée │ γ │ > 1 → Image plus grande que l’objet │ γ │< 1 → Image plus petite que l’objet