Produire des images, observer
Observer l'inobservable a toujours été une préoccupation majeure des scientifiques. L'invention de la lunette astronomique par Galilée au xviiie siècle a révolutionné la vision du monde qui nous entoure, favorisant la thèse du modèle héliocentrique du système solaire. La découverte du microscope au xvie siècle donne naissance à la biologie moderne. Quelle est la constitution de ces instruments d'optique ? Comment fonctionnent-ils ?
1. Quelles sont les propriétés des lentilles minces ?Les lentilles convergentes sont des lentilles à bords minces. Elles se représentent schématiquement de la façon suivante :

O représente le centre optique ; \mathrm{F}' le foyer principal image ; (1) le plan focal image ; F le foyer principal objet et (2) le plan focal objet.La grandeur caractéristique d'une lentille est sa distance focale f' (en m) ; elle est définie par la relation f\,=\,\mathrm{OF'}.La vergence c (en dioptries δ) est liée à la distance focale par la relation c\,=\,\frac{1}{\overline{\mathrm {OF'}}}.
2. Comment déterminer par une construction l'image d'un objet par une lentille convergente ?Pour déterminer l'image \mathrm {A'B'} d'un objet plan AB perpendiculaire à l'axe optique, on trace deux rayons particuliers issus de B.
Le rayon passant par le centre optique n'est pas dévié. Le rayon incident parallèle à l'axe optique émerge de la lentille en direction du foyer principal image. Le point image \mathrm B' de B est situé à l'intersection des droites définies par les rayons issus de B qui émergent de la lentille.Si l'objet est placé sur le foyer objet, les rayons issus de B sont parallèles à la sortie de la lentille.

L'image de B est alors projetée à l'infini avant la lentille.L'image \mathrm B' d'un point objet \mathrm B_{\infty} situé à l'infini est située à l'intersection du plan focal image et du rayon issu de \mathrm B_{\infty} passant par le centre optique de la lentille.

3. Comment déterminer par le calcul les