Optique

Lentille convergente — image réelle

Objet au-delà de f  : une image réelle inversée se forme de l'autre côté (m = −dᵢ/dₒ).

Lentille convergente — image réelle — simulation interactive de Optique. Objet au-delà de f  : une image réelle inversée se forme de l'autre côté (m = −dᵢ/dₒ). Laboratoire virtuel de physique gratuit dans le navigateur, avec mesures SI en direct et tutoriel guidé.

Formation d'images par lentille mince

Objet au-delà de f  : une image réelle et inversée se forme de l'autre côté (m = −dᵢ/dₒ).

L'équation de la lentille mince 1/f = 1/d_o + 1/d_i localise l'image. Quand d_o > f, la distance image est positive, donc les rayons convergent vers une image réelle de l'autre côté. Le signe négatif du grossissement marque l'inversion. Ce préréglage place l'objet au-delà de f afin que l'image soit nette et à l'échelle du banc optique.

Équation de lentille 1/f = 1/d_o + 1/d_i
Grossissement m = −d_i/d_o

Mémoire d'enquête

Planifiez la question avant d'ouvrir le laboratoire

Le brief reprend la page pré-rendue  : question directrice, prédictions concurrentes, rôles des variables, lois directrices, préparation et consignes d’analyse et de prolongement restent visibles et dans cet ordre.

Question de conduite

Un objet se trouve au-delà de la distance focale d'une lentille convergente. À mesure que vous l'éloignez de l'objectif, l'image réelle formée de l'autre côté se rapproche-t-elle ou s'éloigne-t-elle de l'objectif ?

Des pronostics à peser

Plus près de l'objectif — un objet plus éloigné forme son image plus près du point focal.
Plus loin de l'objectif.
La distance de l'image ne dépend pas de la distance de l'objet.

Rôles variables

Ce que vous définissez  :

Distance objet d_o (cm)

Ce que vous mesurez  :

Distance image d_i (cm)
Grossissement m

Comment se déroule l'enquête

Ouvrez le préréglage réel convergent et appuyez sur Réinitialiser. La distance focale de l'objectif est fixée à 10 cm.
Activez les lectures de distance et de grossissement de l’image.
Réglez la distance de l’objet pour chaque essai et enregistrez la distance et le grossissement de l’image.

Équation gouvernante

Équation de lentille mince — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

Pour une lentille fine, la distance de l'objet, la distance de l'image et la distance focale sont liées par 1/f = 1/d_o + 1/d_i. Cette équation unique couvre aussi bien les lentilles convergentes que divergentes, en utilisant des distances signées.

Grossissement latéral — m = −dᵢ/dₒ

La taille de l'image par rapport à l'objet est m = −d_i/d_o. Un m négatif signifie une image inversée  ; |m| > 1 signifie que l'image est agrandie.

Ce que la feuille de travail imprimable demande aux élèves de résoudre

Pour un essai, calculez d_i à partir de 1/f = 1/d_o + 1/d_i en utilisant f = 10 cm, puis m = −d_i/d_o. Comparez les deux au tableau.
Expliquez, à l'aide de l'équation de la lentille fine, pourquoi éloigner l'objet de la lentille (en augmentant d_o) fait rétrécir la distance de l'image vers la distance focale.

Où cela apparaît au-delà du laboratoire

Chaque essai donne un grossissement négatif. Expliquez ce que signifie physiquement un m négatif pour l'orientation de l'image par rapport à l'objet.
Un objectif de caméra forme une image réelle sur le capteur pour tout objet au-delà de la distance focale. Expliquez, à l'aide de vos données, pourquoi photographier quelque chose de très loin (d_o ≫ f) place toujours l'image très près du plan focal.

AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
General High School Physics — Light & optics
NGSS High School Physics — Wave properties

Plus près ou plus loin ?
Éloigne l'objet
Capture l'image
Ouvre les données
Expliquez vos observations

Ouvrez la simulation interactive pour construire la scène, appuyez sur Lecture et explorez avec des mesures en direct et un tutoriel guidé.

Ouvrir le laboratoire interactif →

Télécharger la fiche de laboratoire →

Équation des lentilles minces

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