Fiche de révision
Physique

Construction d’images et relation de conjugaison

Où se forme l’image et quelle est sa taille ? Deux rayons et une formule suffisent.

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Fiche de révision de Physique : « Construction d’images et relation de conjugaison », proposée par ndolomath.com

Construction d’images et relation de conjugaison

💡 Idée principale : l’image d’un objet par une lentille se construit avec deux rayons particuliers. Sa position et sa taille se calculent avec la relation de conjugaison et le grandissement.
Étapes résumées
  1. Relation de conjugaison : 1OA′―−1OA―=1OF′―.
  2. Grandissement : γ=A′B′―AB―=OA′―OA―.
  3. γ < 0 : image renversée ; |γ| > 1 : image agrandie.
  4. Les distances sont algébriques : sens positif de la lumière.

Construire l’image

1. Construction graphique

Du point B, trace le rayon passant par O.
Trace le rayon parallèle à l’axe qui ressort par F′.
B′ est à leur intersection ; A′ est sur l’axe.
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2. Comprendre : réelle ou virtuelle ?

Une image réelle se forme réellement là où les rayons se croisent : on peut la recueillir sur un écran, comme au cinéma. Une image virtuelle n’existe que pour l’œil qui regarde à travers la lentille : les rayons semblent venir d’elle, mais elle ne s’imprime sur aucun écran. C’est le cas de l’image d’une loupe.

Calculer la position et la taille

3. Relation de conjugaison

1OA′―−1OA―=1OF′―
4. Grandissement
γ=A′B′―AB―=OA′―OA―
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Exemple guidé

Un objet est placé à 30 cm devant une lentille de focale 10 cm. Où est l’image ? Quel est le grandissement ?

Solution :
OA―=−30 cm : 1OA′―=110−130=230.
OA′―=15 cm ; γ=15−30=−0,5 : image réelle, renversée, deux fois plus petite.

Application : le projecteur

Exercice type

Énoncé

Un objet de 2 cm est placé à 30 cm devant une lentille convergente de focale 20 cm. Trouve la position et la taille de l’image.

Solution

Relation de conjugaison : 1OA′―=1f+1OA―=120−130=160.
Image à 60 cm derrière la lentille : réelle.
Grandissement : γ=60−30=−2 : image renversée, de 4 cm.
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Position de l’objetImage
Au-delà de 2fréelle, renversée, plus petite
Entre f et 2fréelle, renversée, plus grande
Entre O et Fvirtuelle, droite, plus grande

À toi de jouer

1. γ = −2 : l’image est-elle droite ?
2. Objet au foyer objet : où est l’image ?
3. OA = −20 cm, f′ = 10 cm. OA′ ?

Réponses : non, renversée et agrandie · à l’infini · 20 cm. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.

Erreurs fréquentes

  • OA― est négatif pour un objet réel placé avant la lentille.
  • Garde la même unité partout.
  • Une image virtuelle ne se recueille pas sur un écran.

Méthode

Oriente l’axe, écris les valeurs algébriques, applique la conjugaison, puis le grandissement.
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