À propos de cette expérience
Faites glisser un objet vers une lentille convergente et observez l’image passer de petite et inversée à grande, puis à une image virtuelle droite. Trois rayons principaux sont tracés en temps réel, afin que les élèves puissent voir exactement où et pourquoi l’image se forme. Le panneau indique lequel des cinq cas classiques correspond à la configuration actuelle.
Objectifs pédagogiques
- Tracer les trois rayons principaux d’une lentille convergente
- Décrire les propriétés de l’image pour chaque position de l’objet par rapport à F et 2F
- Utiliser la formule des lentilles minces pour calculer la distance image et le grossissement
- Associer chaque cas à un appareil réel : appareil photo, projecteur et loupe
Comment l’utiliser
- 1Faites glisser la flèche de l’objet le long de l’axe ou utilisez le curseur de distance objet.
- 2Observez le cas mis en évidence dans le panneau changer lorsque l’objet franchit 2F et F.
- 3Faites glisser un foyer pour modifier la distance focale et voir la lentille s’épaissir ou s’amincir.
- 4Déplacez l’objet à l’intérieur de F. Les lignes en pointillés prolongent les rayons réfractés vers l’arrière jusqu’à l’image virtuelle.
Le modèle
Hypothèses
- La lentille est mince, donc toute la déviation est représentée sur la ligne centrale de la lentille.
- Les rayons restent proches de l’axe (paraxiaux), les aberrations sont donc ignorées.
- Une distance image négative signifie que l’image est virtuelle et se trouve du même côté que l’objet.
À essayer en classe
- Q1Où l’objet doit-il se trouver pour que l’image soit de la même taille que lui ?
- Q2Un projecteur forme une grande image sur un écran éloigné. Quel cas utilise-t-il ?
- Q3Que devient l’image lorsque l’objet s’approche beaucoup de F par l’extérieur ?
- Q4Peut-on projeter une image virtuelle sur un écran ? Expliquez à l’aide des rayons.
Foire aux questions
Pourquoi seulement trois rayons sont-ils tracés ?
Chaque rayon issu du sommet de l’objet passe par le sommet de l’image. Trois rayons particuliers sont faciles à construire, et deux suffisent pour localiser l’image.
Quelle est la différence entre une image réelle et une image virtuelle ?
Dans le cas d’une image réelle, les rayons lumineux se rencontrent effectivement, ce qui permet de la recueillir sur un écran. Une image virtuelle se forme à l’endroit d’où les rayons réfractés semblent provenir.
Pourquoi n’y a-t-il pas d’image lorsque l’objet se trouve en F ?
Les rayons réfractés sortent de la lentille parallèles les uns aux autres et ne se rencontrent jamais ; on dit donc que l’image se trouve à l’infini.