🎯 Objectifs du chapitre cliquer pour développer

Modéliser une lentille mince convergente et construire l'image d'un objet
Exploiter la relation de conjugaison et le grandissement
Modéliser une lunette astronomique afocale et exprimer son grossissement
Décrire la lumière comme un flux de photons d'énergie \(E=hc/\lambda\)

Fiche résumé — Lentilles, lunette astronomique, photon

Chapitre 15 | Terminale générale (spécialité) | Physique-Chimie

Dernière mise à jour : 21 octobre 2026

1. Lentille convergente

Éléments : centre optique \(O\), foyers \(F\) et \(F'\), distance focale \(f'=\overline{OF'}\gt 0\).

Vergence (en dioptries D) :

\(C=\dfrac{1}{f'}\)

Trois rayons utiles issus de \(B\) : ∥ axe → \(F'\) ; par \(O\) non dévié ; par \(F\) → ∥ axe. Leur intersection donne l'image \(B'\).

2. Conjugaison et grandissement

Relation de conjugaison (mesures algébriques, en m) :

\(\dfrac{1}{\overline{OA'}}-\dfrac{1}{\overline{OA}}=\dfrac{1}{f'}\)

Grandissement (sans unité) :

\(\gamma=\dfrac{\overline{A'B'}}{\overline{AB}}=\dfrac{\overline{OA'}}{\overline{OA}}\)

\(\gamma\lt 0\) : renversée ; \(|\gamma|\gt 1\) : agrandie.

3. Lunette afocale

Deux lentilles : objectif (focale \(f'_1\)) + oculaire (focale \(f'_2\)). Réglage afocale : \(F'_1=F_2\) (image finale à l'infini, œil au repos).

Grossissement :

\(G=\dfrac{\alpha'}{\alpha}=\dfrac{f'_1}{f'_2}\)

Longueur du tube : \(f'_1+f'_2\).

Astuce : objectif de grande focale + oculaire de courte focale = fort grossissement.

4. Modèle du photon

La lumière est un flux de photons ; chaque photon transporte un grain d'énergie :

\(E=h\nu=\dfrac{hc}{\lambda}\)

\(h=6{,}63\times10^{-34}\) J·s ; \(c=3{,}00\times10^{8}\) m·s⁻¹ ; \(1\) eV \(=1{,}60\times10^{-19}\) J.

Effet photoélectrique : émission si \(h\nu\ge W_0\) (soit \(\lambda\le\lambda_0\)). L'intensité change le nombre de photons, pas leur énergie → preuve de l'aspect corpusculaire.

Exemple type — énergie d'un photon rouge

Lumière rouge, \(\lambda=660\) nm \(=660\times10^{-9}\) m.

\(E=\dfrac{hc}{\lambda}=\dfrac{6{,}63\times10^{-34}\times3{,}0\times10^{8}}{660\times10^{-9}}\approx3{,}0\times10^{-19}\) J.

Un photon bleu (\(\lambda\) plus courte) serait plus énergétique, car \(E=hc/\lambda\).

Résumé express — Méthode type

1	Orienter l'axe : \(\overline{OA}\lt 0\) (objet réel), \(\overline{OA'}\gt 0\) (image réelle)
2	Conjugaison → position \(\overline{OA'}\), puis grandissement \(\gamma=\overline{OA'}/\overline{OA}\)
3	Lunette : grossissement \(G=f'_1/f'_2\) (objectif au numérateur)
4	Photon : convertir \(\lambda\) en m, puis \(E=hc/\lambda\)