PHYSIQUE-CHIMIE | 2DE | SÉQUENCE 11 | CHAPITRE 14

👂 J'écoute

Lentilles minces convergentes
et modèle de l'œil

Comment une lentille forme une image ? Comment l'œil s'en inspire pour voir net ?

SÉQ. 11 | OBJECTIFS

👂 J'écoute

À la fin de cette séquence, je sais…

  • définir une lentille mince convergente et ses points \(O\), \(F\), \(F'\),
  • énoncer et utiliser les trois règles des rayons principaux,
  • construire l'image réelle \(A'B'\) d'un objet \(AB\),
  • caractériser une image (réelle / virtuelle, droite / inversée, réduite / agrandie) et calculer le grandissement,
  • décrire le modèle de l'œil et l'accommodation.

SÉQ. 11 | MODE D'EMPLOI DU COURS

👂 J'écoute

Comment lire ce cours ?

  • 📝 À noter  je copie (surtout les 3 règles et la méthode de construction),
  • 👂 J'écoute  je pose le stylo,
  • ✏️ À faire  je construis / je calcule avant la correction,
  • 🧪 À vivre  je manipule (banc d'optique).

SÉQ. 11 | PLAN DU COURS

📝 À noter

I

Les lentilles convergentes

  • I. Les lentilles convergentes
    • a. Définition
    • b. Points caractéristiques \(O\), \(F\), \(F'\)
    • c. Les trois règles
    • d. Image réelle
    • e. Construction graphique
    • f. Caractéristiques et grandissement
  • II. Le modèle de l'œil

SÉQ. 11 | I. LENTILLES

📝 À noter

I.a Qu'est-ce qu'une lentille mince convergente ?

📘 LENTILLE MINCE

Objet transparent délimité par deux surfaces, dont l'une au moins n'est pas plane.

📘 CONVERGENTE

Ses bords sont plus minces que son centre. Elle rassemble (fait converger) les rayons.

Au programme de 2de : uniquement les lentilles convergentes.

forme (bords minces) symbole normalisé

SÉQ. 11 | I. LENTILLES

📝 À noter

I.b Centre optique et foyers

\(O\) : centre optique ; \(F\) : foyer objet ; \(F'\) : foyer image ; \(F\) et \(F'\) symétriques par rapport à \(O\)

axe F O F′ f′ = OF′ = OF

Distance focale : \(f' = OF' = OF\)

SÉQ. 11 | I. LENTILLES

📝 À noter

I.c Les trois règles (à savoir par cœur)

Ces trois rayons suffisent pour construire n'importe quelle image.

  1. Règle 1 : rayon par \(O\) → non dévié.
  2. Règle 2 : rayon parallèle à l'axe → émerge par \(F'\).
  3. Règle 3 : rayon par \(F\) → émerge parallèle à l'axe.

▼ chaque règle en schéma

SÉQ. 11 | I.c | RÈGLE 1

📝 À noter

Règle 1 : rayon passant par \(O\)

Tout rayon incident passant par le centre optique \(O\) n'est pas dévié.

O incident émergent (même direction)

SÉQ. 11 | I.c | RÈGLE 2

📝 À noter

Règle 2 : rayon parallèle à l'axe

Tout rayon incident parallèle à l'axe optique émerge en passant par le foyer image \(F'\).

O F′ parallèle à l'axe passe par F′

SÉQ. 11 | I.c | RÈGLE 3

📝 À noter

Règle 3 : rayon passant par \(F\)

Tout rayon incident passant par le foyer objet \(F\) émerge parallèlement à l'axe optique.

F O passe par F émerge parallèle à l'axe

SÉQ. 11 | I. LENTILLES

🧪 À vivre

I.d Image réelle sur un banc d'optique

📘 IMAGE RÉELLE

Image visible sur un écran (les rayons émergents se croisent réellement).

  • Banc d'optique : source, objet, lentille, écran.
  • Si la distance objet-lentille est supérieure à \(f'\), l'image est réelle.
objet lentille écran

SÉQ. 11 | I. LENTILLES

📝 À noter

I.e Construction de l'image réelle \(A'B'\)

Objet \(AB\) perpendiculaire à l'axe, avec \(OA > f'\). Deux rayons suffisent (le 3e vérifie).

  1. Depuis \(B\), parallèle à l'axe → émerge par \(F'\).
  2. Depuis \(B\), par \(O\) → non dévié.
  3. (contrôle) Depuis \(B\), par \(F\) → émerge parallèle.

\(B'\) = intersection des rayons émergents ; \(A'\) = projection orthogonale de \(B'\) sur l'axe.

▼ construction pas à pas

SÉQ. 11 | I.e | ÉTAPE 0

✏️ À faire

Étape 0 : placer \(O\), \(F\), \(F'\), l'objet \(AB\)

F O F′ A B OA > f′ (objet au-delà de F)

SÉQ. 11 | I.e | ÉTAPE 1

✏️ À faire

Étape 1 : rayon parallèle (règle 2)

F O F′ B 1 : parallèle puis F′

SÉQ. 11 | I.e | ÉTAPE 2

✏️ À faire

Étape 2 : rayon par \(O\) → intersection \(B'\)

F O F′ B A 2 : par O B′ A′

L'image \(A'B'\) est réelle, inversée et réduite (ici \(OA > 2f'\)).

SÉQ. 11 | I.e | VÉRIFICATION

👂 J'écoute

Les 3 rayons se croisent en \(B'\)

F O F′ B B′ 1 : parallèle 2 via O 3 via F

SÉQ. 11 | I. LENTILLES

📝 À noter

I.f Caractériser l'image et grandissement

On dit que \(A'B'\) est :

  • réelle (sur écran) ou virtuelle,
  • droite ou inversée,
  • réduite ou agrandie.

🧮 GRANDISSEMENT

\(\gamma = \dfrac{A'B'}{AB}\)

\(\gamma > 1\) : agrandie ; \(\gamma < 1\) : réduite
(Thalès sur le schéma)

SÉQ. 11 | À VOUS DE JOUER

✏️ À faire

À vous ! Grandissement

Un objet mesure \(AB = 4{,}0\,\mathrm{cm}\). Son image réelle mesure \(A'B' = 2{,}0\,\mathrm{cm}\). Calculer \(\gamma\). L'image est-elle agrandie ou réduite ?

CORRECTION

\(\gamma = \dfrac{2{,}0}{4{,}0} = 0{,}50\) : image réduite.

SÉQ. 11 | PLAN DU COURS

📝 À noter

II

Le modèle de l'œil

  • I. Les lentilles convergentes
  • II. Le modèle de l'œil
    • a. Anatomie simplifiée
    • b. Accommodation

SÉQ. 11 | II. ŒIL

📝 À noter

II.a L'œil, une lentille + un écran

O rétine iris cristallin (+ cornée) objet image renversée d ≈ 17 mm (fixe)
  • Iris : régule la quantité de lumière.
  • Cristallin + cornée : assimilés à une lentille convergente.
  • Rétine : écran (image renversée ; le cerveau la « remet » à l'endroit).

SÉQ. 11 | II. ŒIL

📝 À noter

II.b Accommodation

📘 VISION DE LOIN

Objet éloigné : image sur la rétine sans effort.

Œil au repos.

📘 VISION DE PRÈS

Pour garder l'image nette sur la rétine, le cristallin se déforme : \(f'\) change.

C'est l'accommodation (muscles ciliaires). Fatigue les yeux (écrans).

Comme \(d\) (cristallin → rétine) est fixe, seul \(f'\) peut varier pour former l'image pile sur la rétine.

SÉQ. 11 | L'ESSENTIEL À RETENIR

📝 À noter

Ce qu'il faut retenir

📘 LENTILLE

\(O\), \(F\), \(F'\) ; \(f'=OF'=OF\)

🧮 3 RÈGLES

via \(O\) ; parallèle → \(F'\) ; via \(F\) → parallèle

🧮 IMAGE

2 rayons ; \(\gamma = A'B'/AB\)

📘 ŒIL

rétine fixe ; accommodation = \(f'\)

▼ quiz éclair

SÉQ. 11 | QUIZ ÉCLAIR

✏️ À faire

Quiz éclair (90 secondes)

  • Un rayon parallèle à l'axe émerge par ? \(F'\)
  • Image réelle : visible sur ? un écran
  • \(\gamma = 2\) : image ? agrandie
  • Accommodation : que change l'œil ? sa distance focale \(f'\)

Tout est juste ? Bravo : vous maîtrisez lentilles et modèle de l'œil !

Cours gratuit · Physique-chimie seconde · Lucas Tachen Migheli

Comment une lentille convergente forme-t-elle une image en seconde ?

Publié le · Mis à jour le

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Questions fréquentes sur lentilles et modèle de l'œil

Qu'est-ce qu'une lentille convergente ?

Une lentille qui fait converger les rayons parallèles vers un foyer image.

Image réelle ou virtuelle : différence ?

Réelle : les rayons convergent réellement (sur un écran). Virtuelle : prolongements de rayons.

Comment l'œil accommodation ?

Le cristallin change de vergence pour former une image nette sur la rétine.