Les lentilles : introduction

Cette séquence permettra de comprendre l’action d’une lentille mince convergente sur un rayon lumineux d’orientation quelconque (situé dans un plan de symétrie de la lentille comprenant son axe optique). Ceci est réalisé grâce à l’établissement de deux règles élémentaires : (a) deux rayons initialement parallèles se croisent dans le plan focal de la lentille, (b) un rayon passant par le centre de la lentille n’est pas dévié. La notion de lentille mince est introduite à partir d’une discussion sur la validité de la formule approchée donnant la distance focale d’une lentille. La compréhension de la séquence exige la connaissance du phénomène de réfraction (loi de Snell-Descartes vue d’un point de vue qualitatif).

L’appareil photographique : principes de base

Cette séquence propose une approche qualitative du principe de formation d’une image par une lentille. Elle permettra de comprendre la base technique de la photographie. Nous commençons par un bref rappel du principe de la vision afin de rappeler c’est la diffusion de la lumière sur la surface des objets qui nous entourent qui nous permet de « voir » ces objets. Ensuite, sur base de la connaissance de l’action d’une lentille convergente sur un rayon lumineux, nous procédons au tracé des rayons diffusés par un objet pour arriver à la conclusion qu’une image de l’objet se forme après la lentille (lorsque l’objet est placé devant le foyer objet de la lentille). Le positionnement d’un film photosensible à l’endroit de l’image permet alors d’enregistrer cette image (nous ne décrivons pas le principe photochimique qui est à la base de l’enregistrement, de même nous n’expliquons pas le principe d’une cellule photosensible semiconductrice d’appareil photographique moderne). Une brève discussion de la notion de mise au point de l’image est proposée (réglage de la distance entre la lentille et le film).

La loupe

Cette séquence permettra de comprendre comment une loupe modifie la vision d’un objet. La séquence commence par un rappel du principe de la vision (à l’œil nu). Nous insistons, en particulier, sur la notion de « punctum proximum » (point de vision nette le plus proche) indispensable à la compréhension de l’utilité pratique de la loupe. La loupe est ensuite analysée par tracé de rayons dans diverses situations (objet devant et derrière le foyer objet). Les notions d’images réelle et virtuelle sont discutées en profondeur. Le calcul du grossissement de la loupe est proposé. La compréhension de la séquence exige une connaissance de base des lentilles minces (voir la séquence d’introduction aux lentilles).