Optique

Lentille divergente — image virtuelle

Une lentille divergente forme toujours une image virtuelle droite et réduite.

Lentille divergente — image virtuelle — simulation interactive de Optique. Une lentille divergente forme toujours une image virtuelle droite et réduite. Laboratoire virtuel de physique gratuit dans le navigateur, avec mesures SI en direct et tutoriel guidé.

Lentille divergente

Une lentille divergente forme toujours une image virtuelle, droite et réduite.

Les lentilles divergentes dispersent les rayons comme s'ils venaient d'un foyer virtuel situé du même côté que celui d'où arrive la lumière, tandis qu'un miroir convexe les disperse comme s'ils venaient d'un foyer derrière le miroir — les deux éléments dévient la lumière de la même façon, mais placent leur foyer virtuel de part et d'autre. Toute distance de l'objet donne une image virtuelle, droite et plus petite. Les lunettes contre la myopie exploitent cela pour repousser le point distant vers l'extérieur.

• Toujours image virtuelle
• Grossissement m < 1, vertical

Résumé de l'investigation

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 directrice

Peut-elle former une image réelle et agrandie, comme le peut une lentille convergente ?

Prédictions à évaluer

• Non  : une lentille divergente forme toujours une image virtuelle plus petite et verticale, quelle que soit la distance de l'objet.
• Il forme une image réelle lorsque l'objet est suffisamment éloigné.
• Il forme toujours une image réelle et agrandie.

Rôles des 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

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

Équation gouvernante

Imagerie à lentilles divergentes — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

Une lentille divergente a une distance focale négative. La substitution de f < 0 dans 1/f = 1/d_o + 1/d_i donne toujours un d_i négatif (virtuel) et 0 < m < 1 (réduite, verticale) pour toute distance d'objet positive.

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 pourquoi, quelle que soit la taille de d_o, d_i reste négatif (virtuel) et m reste positif et inférieur à 1 pour une lentille divergente — contrairement au comportement d'une lentille convergente dans l'expérience convergente réelle.

Où cela apparaît au-delà du laboratoire

• ...pour montrer une image réduite avec un large champ de vision de la personne à l'extérieur.
• À mesure que d_o devient très grand (objet très éloigné), à quoi s'approche d_i ? Comparez-la à la distance focale de l'objectif et expliquez physiquement pourquoi l'image virtuelle d'un objectif divergent ne peut jamais dépasser son propre point focal.

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

1. Bienvenue dans l'image virtuelle divergente
2. Sélectionnez le objet
3. Appuyez sur Lecture
4. Toujours virtuelle
5. Ouvrez le panneau des Propriétés
6. Bravo !

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