Définition
Image
Une image est une représentation visuelle d'un objet qui se forme lorsqu'une source lumineuse atteint notre œil ou un dispositif de capture d'image après avoir interagi avec cet objet.
Convergence
La convergence est le processus par lequel les rayons lumineux partant d'un point de l'objet se rencontrent en un seul point après avoir traversé un système optique.
Foyer
Le foyer d'une lentille ou d'un miroir est le point où convergent les rayons parallèles incident. Son symbole est F.
Les Lentilles
Les Lentilles Convergentes
Les lentilles convergentes sont des dispositifs qui font converger les rayons lumineux. Elles sont plus épaisses au centre qu'aux bords et sont souvent utilisées pour corriger la vision ou dans les appareils optiques tels que les microscopes et les télescopes.
Formation de l'Image par une Lentille Convergente
Une image est formée par une lentille convergente lorsque les rayons lumineux traversant la lentille changent de direction, convergent et se rencontrent à un point. Le côté de la lentille où les rayons convergent est désigné comme le côté de l'image.
Pour représenter la formation de l'image, on utilise souvent des rayons particuliers comme : un rayon parallèle à l'axe optique qui passe par le foyer après la lentille, et un rayon passant par le centre optique de la lentille qui n'est pas dévié.
Les Lentilles Divergentes
Les lentilles divergentes, contrairement aux lentilles convergentes, dispersent les rayons lumineux. Elles sont plus minces au centre qu'aux bords. Ces lentilles trouvent leur application dans les lunettes pour corriger la myopie.
Formation de l'Image par une Lentille Divergente
Lorsque des rayons lumineux passent à travers une lentille divergente, ils sont réfractés de façon à diverger. L'image formée est alors virtuelle, c’est-à-dire qu'elle se forme du côté d'où proviennent les rayons.
Pour visualiser cette formation, l'on utilise généralement : un rayon parallèle à l'axe optique qui semble provenir du foyer avant la lentille, et un rayon passant par le centre optique de la lentille qui continue sa course sans être dévié.
Les Miroirs
Les Miroirs Concaves
Les miroirs concaves, ou convergents, sont des miroirs dont la surface réfléchissante est courbée vers l'intérieur. Ils concentrent les rayons lumineux vers un point focal.
Formation de l'Image par un Miroir Concave
L'image se forme lorsque les rayons lumineux qui frappent le miroir concave sont réfléchis vers le foyer du miroir. Selon la position de l'objet par rapport au foyer, l'image peut être réelle ou virtuelle, plus grande ou plus petite que l'objet, ainsi qu’inversée ou droite.
Les Miroirs Convexes
Les miroirs convexes ont une surface réfléchissante bombée vers l'extérieur. Ils ont tendance à disperser les rayons lumineux, ce qui réduit la taille de l'image réfléchie.
Formation de l'Image par un Miroir Convexe
Avec un miroir convexe, l'image formée est toujours virtuelle et droite. Elle apparaît plus petite que l'objet réel car les rayons lumineux divergent après réflexion et semblent provenir d'un point focal situé derrière le miroir.
A retenir :
La construction d'images en optique se développe autour des concepts de convergence et de divergence à travers deux dispositifs principaux : les lentilles et les miroirs. Les lentilles convergentes et les miroirs concaves permettent de former des images réelles ou virtuelles en concentrant les rayons lumineux, tandis que les lentilles divergentes et les miroirs convexes créent des images virtuelles en dispersant les rayons. La connaissance des points focaux et des comportements spécifiques des rayons à l'interaction avec ces systèmes est essentielle pour prédire la nature, la position et les dimensions des images formées.
