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Interrogation — Ch14 : Lentilles minces et formation d'images

Première générale | Physique-Chimie | Durée : 30 min | /20

Dernière mise à jour : 21 juin 2026

Rappels : vergence \(C=\dfrac{1}{f'}\) (en dioptries \(\delta\), \(f'\) en m) ; relation de conjugaison \(\dfrac{1}{\overline{OA'}}-\dfrac{1}{\overline{OA}}=\dfrac{1}{f'}\) ; grandissement \(\gamma=\dfrac{\overline{A'B'}}{\overline{AB}}=\dfrac{\overline{OA'}}{\overline{OA}}\). Axe orienté dans le sens de la lumière : un objet réel a \(\overline{OA}\lt 0\).

Nom : _______________ Prénom : _______________ Date : __________

Exercice 1 — Vergence d'un objectif (3 pts)

Un objectif d'appareil photo a une distance focale \(f' = 4{,}0\) cm.

  1. Exprime \(f'\) en mètres.
  2. Calcule sa vergence \(C\) en dioptries.

Exercice 2 — De la vergence à la focale (3 pts)

Un verre de lunettes de lecture porte l'indication \(C = +3{,}0\ \delta\).

  1. Calcule sa distance focale \(f'\) en mètres.
  2. Exprime ce résultat en centimètres.

Exercice 3 — Les trois rayons (3 pts)

Cite et décris les trois rayons particuliers que l'on trace, depuis le sommet B d'un objet, pour construire l'image A′B′ d'un objet AB par une lentille convergente.

Exercice 4 — Position de l'image (5 pts)

Une lentille convergente a une distance focale \(f' = 5{,}0\) cm. On place un objet à \(\overline{OA} = -30\) cm de la lentille.

  1. Écris la relation de conjugaison.
  2. Calcule \(\overline{OA'}\) (en cm).
  3. L'image est-elle réelle ou virtuelle ? Justifie par le signe de \(\overline{OA'}\).

Exercice 5 — Grandissement et taille de l'image (6 pts)

On reprend la lentille de l'exercice 4 (\(\overline{OA}=-30\) cm, \(\overline{OA'}=6{,}0\) cm). L'objet mesure \(AB = 5{,}0\) cm.

  1. Calcule le grandissement \(\gamma\).
  2. L'image est-elle droite ou renversée ? Agrandie ou réduite ? Justifie.
  3. Calcule la taille \(\overline{A'B'}\) de l'image.

Correction

Ex 1 : a) \(f'=4{,}0\ \text{cm}=0{,}040\) m. b) \(C=\dfrac{1}{f'}=\dfrac{1}{0{,}040}=25\ \delta\).

Ex 2 : a) \(f'=\dfrac{1}{C}=\dfrac{1}{3{,}0}\approx0{,}33\) m. b) \(f'\approx33\) cm.

Ex 3 : ① Le rayon passant par le centre optique O n'est pas dévié. ② Le rayon parallèle à l'axe émerge en passant par le foyer image F′. ③ Le rayon passant par le foyer objet F émerge parallèle à l'axe. L'image B′ est à l'intersection des rayons émergents.

Ex 4 : a) \(\dfrac{1}{\overline{OA'}}-\dfrac{1}{\overline{OA}}=\dfrac{1}{f'}\). b) \(\dfrac{1}{\overline{OA'}}=\dfrac{1}{f'}+\dfrac{1}{\overline{OA}}=\dfrac{1}{5{,}0}+\dfrac{1}{-30}=\dfrac{6-1}{30}=\dfrac{5}{30}=\dfrac{1}{6}\) (cm\(^{-1}\)). Donc \(\overline{OA'}=6{,}0\) cm. c) \(\overline{OA'}\gt 0\) : l'image est réelle (derrière la lentille, du côté opposé à l'objet).

Ex 5 : a) \(\gamma=\dfrac{\overline{OA'}}{\overline{OA}}=\dfrac{6{,}0}{-30}=-0{,}20\). b) \(\gamma\lt 0\) → image renversée ; \(|\gamma|\lt 1\) → image réduite. c) \(\overline{A'B'}=\gamma\times\overline{AB}=-0{,}20\times5{,}0=-1{,}0\) cm, soit une hauteur de 1,0 cm (renversée).

Barème : Ex1 = 3 pts · Ex2 = 3 pts · Ex3 = 3 pts · Ex4 = 5 pts · Ex5 = 6 pts → Total /20.