Physique-Chimie : Vision et lumière - Dispersion, lentilles minces convergentes, image réelle
Physique-Chimie : Vision et lumière
Thème : Dispersion, lentilles minces convergentes, image réelle
1. La dispersion de la lumière
La dispersion est le phénomène de séparation des différentes couleurs de la lumière blanche lorsqu'elle traverse un milieu comme un prisme. La lumière blanche est composée de plusieurs couleurs — rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo, violet. Lorsqu'elle passe à travers un prisme, chaque couleur se déplace avec une vitesse différente, ce qui provoque leur séparation.
Observation : La dispersion permet de former un spectre visible, essentiel pour l'analyse de la lumière.
2. Lentilles minces convergentes
Une lentille mince convergente est généralement en verre ou en plastique, et possède une forme épaissie au centre. Elle fait converger (faire se rejoindre) les rayon lumineux parallèles qui la traversent.
Pour une lentille convergente, la distance focale \(f\) est positive et caractérise sa capacité à faire converger les rayons.
Le principal usage de ces lentilles est la correction de la vision et la fabrication de microscopes ou de jumelles.
3. Formation d'une image par une lentille convergente
Lorsqu'un objet est placé face à une lentille convergente, une image est formée selon la configuration suivante :
- Image réelle : l'image est formée par l'intersection des rayons lumineux réellement convergents. Elle peut être projetée sur un écran.
- Caractéristiques : son positionnement dépend de la distance objet (\(d_o\)) par rapport à la lentille et de la distance focale \(f\).
La relation fondamentale liant ces distances est donnée par la formule :
\[ rac{1}{d_o} + rac{1}{d_i} = rac{1}{f} \]
où :
- \(d_o\) : distance de l'objet à la lentille (positive si objet est côté lumineux)
- \(d_i\) : distance de l'image à la lentille (positive si l'image est réelle, du côté opposé à l'objet)
- \(f\) : distance focale de la lentille (positive pour une lentille convergente)
La grandeur de l'image (ag) se calcule en comparant la taille de l'image avec celle de l'objet.
4. Exemple pratique
Supposons un objet placé à 30 cm devant une lentille convergente dont la distance focale est 15 cm. La position de l'image est donnée par :
\[ rac{1}{30} + rac{1}{d_i} = rac{1}{15}
ightarrow rac{1}{d_i} = rac{1}{15} - rac{1}{30} = rac{2-1}{30} = rac{1}{30} \]
d_i = 30\,cm\
Ce qui signifie que l'image est située à 30 cm de la lentille, du côté opposé à l'objet, et est réelle et inversée.
Teste tes connaissances sur ce cours
Crée ton compte gratuitement pour accéder aux quiz associés et suivre ta progression.