CHAPITRE 1 : Vision et image

Objectifs :

- Découvrir le modèle réduit et le mettre en correspondance avec l'oeil réel.

- Déterminer graphiquement la position, la grandeur et le sens de l'image d'un objet donné par une lentille convergente.

- Utiliser les relations de conugaison et de grandissement d'une lentille mince convergente.

- Modéliser l'accomodation du cristallin.

- Comparer les fonctionnements optiques de l’œil et de l'appareil photographique.

I. Modélisation de l’œil et d'un appareil photographique

II. Caractéristiques d'une lentille convergente

1.Définition et représentation

Une lentille convergente est un objet transparent et homogène plus épais en son centre qu’en ses bords. Elle est représentée par :

- un segment fléché ;

- son centre optique O (au centre du segment fléché) ;

- son axe optique (Δ) (droite perpendiculaire à la lentille et passant par O).

2. Distance focale

Le foyer image F’ d’une lentille convergente est le point où convergent les rayons parallèles à l’axe optique. Par définition, la distance focale f’ est la distance qui sépare le centre optique O de la lentille de son foyer F’ :

L’inverse de la distance focale est appelée vergence de la lentille, notée C et s’exprime en dipotries (δ) :

III. Déterminer les caractéristiques d'une image

1. Construction graphique de l'image d'un objet

Un rayon incident parallèle à l’axe (Δ) de la lentille émerge de la lentille en passant par son foyer image F’.
Un rayon incident passant par le foyer objet F émerge de la lentille parallèlement à l’axe (Δ).

2. Relation de conjugaison et de grandissement

La position d’un objet et la position de son image sont liées par la relation de conjugaison :

Le rapport entre la grandeur de l’image et la grandeur de l’objet est nommé grandissement γ:

IV. Comparaison des fonctionnements de l’œil et de l'appareil photographique

La profondeur de l’oeil restant constante, le cristallin diminue sa distance focale en se déformant pour que l’image de l’objet vu reste nette sur la rétine : on parle d’accommodation.
La mise au point d’un appareil peut se faire soit en réglant la distance entre l’objectif et le capteur, soit en modifiant la distance focale de l’objectif.

Fiche de cours

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Activité Expérimentale

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