IV - Lentilles sphériques minces :
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Une lentille est un milieu transparent limité par deux calotte sphériques ( ou par une calotte sphérique et un plan). Les rayons R1, R2 ou R, de ces calottes sphériques son appelés Rayons de courbure ; la droite passant par leurs centres C1 et C2 ( ou passant par l'unique centre C et perpendiculaire à la face plane ) est un axe de symétrie de révolution : on l'appelle l'axe principale de la lentille. |
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Nous limiterons notre étude aux lentilles faites d'un corps plus réfringent que l'air ( verre ou maytière plastique ), dont les deux faces sont au contact de l'air.
Une lentille est dite mince quand son épaissaeur, mesurée sur l'axe principal, est très petite comparée aux rayons de courbure; dans notre étude des lentilles nous supposerons toujours cette épaisseur négligeable et nous représenterons shématiquement les lentilles à bords minces et les lentilles à bords épais comme l'indique la figure ci-contre. |
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Envoyons sur une lentille un faisceau de rayons parallèles : si la lentille est à bords minces, le faisceau qui émerge est convergent . Par contre, si la lentille est à bords épais, le faisceau émergent est divergent Aussi appelle-t-on lentilles convergentes les lentilles à bords minces et lentilles divergentes celles dont les bords sont épais.
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On appelle Centre Optique d'une lentille mince le point O où l'axe principal perce la lentille. L'expérience montre qu'un faisceau convergent dont le point de convergence coïncide avec le centre optique d'une lentille mince ne subit aucun changement de forme en traversant la lentille. C'est la preuve que tout rayon passant par le centre optique d'une lentille mince ( convergente ou divergente ) traverse la lentille sans subir de déviation.
1- L'obtention de bonnes images :
si nous utilisons une lentille mince, c'est en général pour qu'elle fournisse une image nette de l'objet dpont elle reçoit de la lumière. Une image est nette si à chacun des points de l'objet correspond approximativement un point image, c'est à dire si tous les rayons qui proviennent du même point objet ont, à la sortie de la lentille, leurs supports pratiquement concourant.
| Voyons à quelles conditions il peut en être ainsi : utilisons par exemple un objetb étendu constitué par l'ensemble de trois filaments incandescents et formons, au moyen d'une lentille convergente L, l'image réelle de cet objet sur un écran diffusant ( voir figure) : seule, l'image B' du filament voisin de l'axe principal est à peu près nette; celles des deux autres filaments sont floues. D'autres part, la netteté de l'image B' augmente si nous diminuons le diamétre d qui caractérise l'ouverture de la lentille en plaçant contre celle-ci un diaphragme circulaire centré sur son axe principal. |  |
Ces observations vérifient les conditions générales suivantes, que l'on établit dans une étude plus approfondie des lentilles : Une lentille ( convergente ou divergente ) ne donne une image nette que si les rayons qu'elle utilise pour former cette image sont tous peu inclinés sur l'axe principal et traversent la lentille au voisinnage du centre optique.
il est facile de se rendre compte que ces conditions exigent un objet voisin de l'axe
principal et dont les dimensions sont assez petites, comparées à sa distance à la
lentille, pour que l'angle 
sous lequel on le verrait du centre optique soit faible, et
égalment une lentille de petite ouverture d.
dans notre étude élémentaire des lentilles, nous supposerons que les exigences précédentes sont toujours satisfaites; de plus, nous considérerons des objets dont tous les points sont dans un même plan perpendicualire à l'axe principal - plan dit de front - alors, l'image est elle-même dans un plan de front et elle est semblable à l'objet, au sens précis sue l'on donne à ce terme en, géométrie.
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