Centre optique O, axe optique et foyers F et F'

Première générale Spé · Physique-Chimie Spé 1ère

À retenir

• Axe optique : perpendiculaire à la lentille en son centre optique O ; un rayon passant par O n'est pas dévié. • Rayons incidents parallèles à l'axe : ils convergent en F', foyer image, après la lentille. • Rayon passant par F, foyer objet : il ressort parallèle à l'axe. • F et F' symétriques par rapport à O : OF' = f' et OF = -f'.

Le cours

1. Centre optique et axe optique Le centre optique O est le centre de la lentille. L'axe optique est la droite perpendiculaire à la lentille passant par O ; c'est un axe de symétrie du système. On oriente l'axe dans le sens de propagation de la lumière, conventionnellement de gauche à droite. Propriété : tout rayon passant par O traverse la lentille sans être dévié. 2. Les foyers principaux Le foyer principal image F' est le point de l'axe où convergent, après la lentille, les rayons arrivant parallèles à l'axe. Pour une lentille convergente, il est après la lentille. Le foyer principal objet F est le point de l'axe tel que tout rayon passant par F ressort parallèle à l'axe. Il est avant la lentille. F et F' sont symétriques par rapport à O : OF = OF' = f', la distance focale. En mesures algébriques : OF' = f' > 0 et OF = -f'. Le plan perpendiculaire à l'axe en F' est le plan focal image. Un faisceau parallèle incliné sur l'axe converge en un point de ce plan, appelé foyer secondaire image, situé sur le rayon qui passe par O. 3. Méthode : localiser F' expérimentalement 1. Viser un objet très éloigné (paysage, Soleil) : ses rayons arrivent pratiquement parallèles. 2. Déplacer un écran derrière la lentille jusqu'à obtenir une image nette. 3. L'écran est alors dans le plan focal image : la distance lentille-écran donne f'. 4. Attention Ne pas échanger les rôles : c'est vers F' (après la lentille) que convergent les rayons parallèles, et c'est de F (avant la lentille) que partent les rayons qui ressortent parallèles.

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