Marche des rayons lumineux particuliers

Tout rayon lumineux incident passant par le centre optique d’une lentille émerge sans aucune déviation.

Tout rayon incident parallèle à l’axe optique principal d’une lentille convergente émerge en passant par un point de cet axe appelé foyer principal image et noté F’.

Tout rayon incident parallèle à l’axe optique principal d’une lentille divergente émerge en semblant parvenir d’un point de cet axe appelé foyer principal image et noté F’.

La distance OF’ =f’, caractéristique de la lentille, est appelée distance focale ; OF’ > 0 : la lentille est convergente, OF’ < 0 : la lentille est divergente.

Remarques :

Puisque, après traversée de la lentille convergente, les rayons passent effectivement par F’, on dit que ce foyer principal image est réel.

Par contre, après traversée de la lentille divergente, ce sont les prolongements des rayons qui passent par F’, on dit que ce foyer principal image est virtuel.

Le plan perpendiculaire à l'axe principal en F' porte le nom de plan focal image.

Le rayon émergent est parallèle à l’axe optique principal si le rayon incident passe par un point de cet axe appelé foyer principal objet de la lentille.

Remarques :

Le foyer principal objet F d’une lentille convergente est réel, car les rayons lumineux qui vont sur la lentille passent effectivement par F.
Le foyer principal objet F d’une lentille divergente est virtuel, puisque ce sont les prolongements des rayons qui convergent en F.
Le plan perpendiculaire à l'axe principal en F est le plan focal objet.

Un rayon incident parallèle à un axe optique secondaire d’une lentille convergente émerge en passant par le point d’intersection de cet axe avec le plan focal image. Ce point est appelé foyer secondaire image.

Tout rayon lumineux incident parallèle à un axe secondaire d’une lentille divergente émerge de manière que le prolongement du rayon émergent passe par le point d’intersection de l’axe secondaire avec le plan focal image. Ce point est appelé foyer secondaire image.

Un rayon lumineux issu d’un foyer secondaire objet d’une lentille convergente émerge parallèlement à un axe secondaire.

Un rayon lumineux semblant passer par un foyer secondaire objet d’une lentille divergente émerge parallèlement à un axe secondaire.

Remarques :

Un foyer secondaire (objet ou image) est un point du plan focal (objet ou image).
Un faisceau de rayons parallèles, inclinés sur l’axe principal, donne un faisceau de rayons dont les supports convergent vers un foyer secondaire image.
Un faisceau de rayons incidents, dont les supports se croisent en un foyer secondaire objet, donne un faisceau de rayons parallèles.

La vergence C d’une lentille mince est l’inverse de sa distance focale : C = 1/f
La vergence s’exprime en dioptries(d) avec f en mètres (m).
Remarques :
C > 0 : la lentille est convergente.
C < 0 : la lentille est divergente.
Le symbole C utilisé pour la vergence vient du fait que cette grandeur est longtemps appelée convergence.

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