Chapitre 1
La lentille mince convergente
Généralités
Constituée d'un milieu transparent (verre ou plastique), la lentille convergente est délimitée :
Soit par une surface sphérique et une surface plane.
Soit par deux surfaces sphériques.
On observe qu'une lentille convergente fait converger un faisceau de lumière parallèle.
Une lentille convergente est facilement reconnaissable : elle est plus fine à ses bords qu'en son centre, et a une surface bombée.

Si le centre optique O et les sommets S1 et S2 sont confondus, la lentille est dite mince.

Les caractéristiques de la lentille mince convergente
On caractérise une lentille mince convergente par :
Un axe optique Δ.
Un centre optique O.
Un foyer objet F.
Un foyer image F′, symétrique de F par rapport à O.
Une distance focale f, exprimée en mètres, qui vaut f=OF′¯¯¯¯¯¯.
OF′¯¯¯¯¯¯ désigne une distance algébrique. Ainsi, OF′¯¯¯¯¯¯ est un nombre positif, et OF¯¯¯¯¯ un nombre négatif.
La vergence, exprimée en dioptrie (δ), est définie par :
C=1f
Pour une lentille convergente, on a f>0 et C>0.
Pour une lentille mince convergente :
Tout rayon incident passant par le centre optique O n'est pas dévié.
Tout rayon incident parallèle à l'axe optique Δ est dévié et passe par le foyer image F′.
Tout rayon incident passant par le foyer image F est dévié parallèlement à l'axe optique Δ.

L'image d'un objet par une lentille mince convergente
La construction de l'image
Pour construire l'image A′B′ d'un objet AB, avec A placé sur l'axe optique, par une lentille mince convergente, il suffit de tracer 2 rayons issus de B, parmi les suivants :
Celui passant par le centre optique O, qui n'est pas dévié.
Celui passant par F et ressortant parallèlement à Δ.
Celui parallèle à Δ, qui ressort en passant par F′.

La position de l'image
1/ L'image réelle
Si un objet AB est situé en amont du point focal objet F, son image A′B′ se situe en aval de la lentille et peut être projetée sur un écran : elle est