La lumière : modèle ondulatoire, images et lentilles

Les notions à connaître

Onde électromagnétique

Onde qui se propage dans le vide et dans la matière. La lumière visible correspond à $\lambda$ entre 400 et 800 nm environ.

Lentille convergente

Lentille plus épaisse au centre qu'aux bords, qui fait converger les rayons lumineux. Caractérisée par sa distance focale f'.

Foyer image (F')

Point de l'axe optique où convergent les rayons arrivant parallèlement à l'axe.

Grandissement $(\gamma )$

Rapport de la taille de l'image à la taille de l'objet. Si $|\gamma | > 1 :$ image plus grande $; \gamma$ < 0 : image renversée.

Image réelle / virtuelle

Image réelle : formée après la lentille, projetable sur un écran. Virtuelle : formée avant la lentille (du même côté que l'objet), non projetable.

Les erreurs à éviter en physique-chimie

• ✗ Confondre f (fréquence) et f' (distance focale).

  ✓ f est la fréquence de l'onde (en Hz), f' est la distance focale de la lentille (en m). Contexte totalement différent.

• ✗ Oublier la convention algébrique des distances en optique.

  ✓ Les distances sont algébriques (signées) : OA < 0 si l'objet est à gauche de la lentille, OA' > 0 si l'image est à droite.

• ✗ Dire que la lumière violette a une longueur d'onde plus grande que la rouge.

  ✓ C'est l'inverse : violet ≈ 400 nm, rouge ≈ 800 nm. Plus la longueur d'onde est courte, plus l'énergie est grande.

Sais-tu répondre à ces questions ?

Les corrigés détaillés sont dans le quiz du chapitre.

1. La lumière visible correspond à des longueurs d'onde comprises environ entre :
2. La vitesse de la lumière dans le vide est :
3. Une lentille convergente a une distance focale $f' > 0$. La vergence $C$ est :
4. L'indice de réfraction d'un milieu transparent est défini par $n = c/v$ où $v$ est la vitesse de la lumière dans ce milieu. L'indice de réfraction est toujours :
5. La relation de conjugaison d'une lentille mince est :