diff --git a/12.temporary_ins/65.geometrical-optics/50.simple-elements/30.thin-lens/20.overview/cheatsheet.fr.md b/12.temporary_ins/65.geometrical-optics/50.simple-elements/30.thin-lens/20.overview/cheatsheet.fr.md new file mode 100644 index 000000000..bca86a69f --- /dev/null +++ b/12.temporary_ins/65.geometrical-optics/50.simple-elements/30.thin-lens/20.overview/cheatsheet.fr.md @@ -0,0 +1,162 @@ +--- +title: 'La lentille mince' +media_order: 'lens-convergent-N2-en.jpeg,lens-divergent-N2-fr.jpeg,lens-convergent-N2-es.jpeg,lens-convergent-N2-fr.jpeg,lens-divergent-N2-en.jpeg,lens-divergent-N2-es.jpeg' +published: true +routable: true +visible: false +lessons : + - slug: simple-optical-elements + - order: 3 +--- + +!!!! *COURS EN CONSTRUCTION :*
+!!!! Publié mais invisible : n'apparait pas dans l'arborescence du site m3p2.com. Ce cours est *en construction*, il n'est *pas validé par l'équipe pédagogique* à ce stade.
+!!!! Document de travail destiné uniquement aux équipes pédagogiques. + +--------- + +### Qu'est-ce qu'une lentille ? + +#### Objectif + +* premier : **focaliser ou disperser la lumière**. +* ultime : **réaliser des images optiques**, seule ou en tant que composant dans un instrument optique. + +#### Principe physique + +* **utilise le phénomène de réfraction**, décrit par la loi de Snell-Descartes (loi de la réfraction) + +#### Constitution + +* réalisé en **verre, quartz, plastique** (pour le domaine visible et proches infrarouge et UV). +* présente une **symétrie de révolution**. +* **2 faces polies** perpendiculaires à son axe de symétrie, **une ou les deux étant courbes** (et le plus souvent la face courbe s'inscrit dans une sphère). + + + +#### Intérêt en optique : les lentilles minces + +* **Lentille mince** : *éoaisseur << diamètre* +* Lentille minces : **élément optique simple le plus important** qui est *utilisé seul ou associé en série dans la plupart des instruments optiques* : loupes, microscopes, téléobjectifs et macro-objectifs, appareils photo, lunettes astronomiques et terrestres. + + + +### Modélisation d'une lentille mince plongée dans l'air, un gaz ou le vide. + +#### Pourquoi modéliser ? + +* Pour **comprendre, calculer et prédire les images** d'objets données par des lentilles minces. + + + +##### Pourquoi plongée dans l'air, un gaz ou le vide ? + +* **Dans la plupart des instruments optiques**, les lentilles sont *entourées d'air*. +* **L'air les gaz et le vide** ont des indices de réfraction voisins et proches de "$1.000\pm0.001$, et ils peuvent être approximés par *$n_{air}=n_{gaz}=n_{vaccum}=1$*
+$\Longrightarrow$ même comportement optique dans l'air, un gaz et le vide. + +#### Types et caractérisations des lentilles minces + +**Convergente** = **convexe** = lentille **positive** + +![](lens-convergent-N2-fr.jpeg) +Fig. 1. Lentilles convergentes. + +* Caractérisée par :
+\- **Distance focale** (en général en cm) toujours >0 *+* adjectif "**convergente**"
+  or
+\- Sa **distance focale image** $f'$ (en *valeur algébrique*, en général en cm), qui est *positive $f'>0$*.
+  or
+\- Sa **vergence** $V$ (en ophtalmologie) qui est *positive $V>0$*,
+avec $V (\delta)=\dfrac{1}{f'(m)}$ ($f'$ étant exprimée en m "mètre" et $V$ en $\delta$ "dioptrie", donc $\delta=m^{-1}$).
+ +**Divergente** = **concave ** = lentille **negative** + +![](lens-divergent-N2-fr.jpeg) +Fig. 2. Lentilles divergentes. + +* Caractérisée par :
+\- **Distance focale** (en général en cm) toujours >0 *+* adjectif "**divergente**"
+  or
+\- Sa **distance focale image** $f'$ (en *valeur algébrique*, en général en cm), qui est *négative $f'<0$*.
+  or
+\- Sa **vergence** $V$ (en ophtalmologie) qui est *négative $V<0$*,
+avec $V (\delta)=\dfrac{1}{f'(m)}$ ($f'$ étant exprimée en m "mètre" et $V$ en $\delta$ "dioptrie", donc $\delta=m^{-1}$).
+ + + +### Modélisation analytique + +(pour les lentilles minces plongées dans l'air, un gaz ou le vide) for thin lens surrounded by air, gaz or vaccum) + +##### relation de conjugaison de le lentille mince +**$\dfrac{1}{\overline{OA'}}-\dfrac{1}{\overline{OA}}=V=-\dfrac{1}{\overline{OF}}=\dfrac{1}{\overline{OF'}}$** + +##### Expression du grandissement transversal +**$M_{T-thinlens}=\dfrac{\overline{OA'}}{\overline{OA}}$** + + +### Modélisation graphique + +#### Représentation d'une lentille mince + +* **axe optique** = *axe de révolution* de la lentille, *orienté* positivement en direction de propagation de la lumière (de l'object vers la lentille). + +* **Représentation d'une lentille mince** :

+\- *sègment de droite*, perpendiculaire à l'axe optique, centré sur l'axe avec *indication symbolique de la forme de la lentille* à ses extrémités (convexe ou concave).

+\- **S = C = O** : sommet S = point nodal C (= centre O d'une lentille mince symétrique) $\Longrightarrow$ est utilisé le point O.

+\- *point O*, intersection du sègment de droite avec l'axe optique.

+\- *point focal objet F* et *point focal image F'*, positionnés sur l'axe optique à égales distances de part et d'autre du point O ($f=-f'$) aux distances algébriques $\overline{OF}=f$ et $\overline{OF'}=f'$.

+\- *plan focal objet (P)* et *plan focal image (P')*, plans perpendiculaires à l'axe optique, respectivement aux points $F$ et $F'$. + +![](converging-thin-lens-representation.jpeg)
+Fig. 3. Représentation d'une lentille mince convergente : $\overline{OF}<0$ , $\overline{OF'}>0$ et $|\overline{OF}|=|\overline{OF'}|$. + +![](diverging-thin-lens-representation.jpeg)
+Fig. 3. Représentation d'une lentille mince divergente : $\overline{OF}>0$ , $\overline{OF'}<0$ et $|\overline{OF}|=|\overline{OF'}|$. + +#### Détermination des points conjugués : + +##### Lentille mince convergente + + + +* **Source ponctuelle localisée entre ∞ et F** + +![](Const_lens_conv_point_AavantF.gif) + +* **Source ponctuelle localisée entre F et O** + +![](Const_lens_conv_point_AentreFO.gif) + +* **Point object virtuel** (sera expliqué au niveau contreforts). + +![](Const_lens_conv_point_AapresO.gif) + +##### Lentille mince divergente + +(à construire) + +