Les lentilles, à la fois biologiques et synthétiques, sont des merveilles de la physique optique qui utilisent la capacité de certains milieux à réfracter ou plier les rayons lumineux. Ils se présentent sous deux formes de base: convexe ou incurvée vers l'extérieur et concave ou incurvée vers l'intérieur. L'un de leurs principaux objectifs est d'agrandir les images ou de les faire apparaître plus grandes qu'elles ne le sont réellement.
Les lentilles peuvent être trouvées dans les télescopes, les microscopes, les jumelles et autres instruments optiques, ainsi que dans votre propre œil. Les scientifiques et les étudiants disposent d'un certain nombre d'équations algébriques simples pour relier les dimensions physiques et la forme d'une lentille à ses effets sur les rayons lumineux qui la traversent.
Objectifs et physique du grossissement
La plupart des lentilles "artificielles" sont en verre. La raison pour laquelle les lentilles réfractent la lumière est que lorsque les rayons lumineux se déplacent d'un
Lorsque les rayons lumineux pénètrent dans une lentille double convexe (c'est-à-dire qui ressemble à un ovale aplati de côté) dans une direction perpendiculaire à la surface de la lentille, les rayons les plus proches de chaque bord sont réfractés brusquement vers le centre, d'abord lors de l'entrée dans la lentille et de nouveau lorsque sortie. Ceux qui sont plus proches du milieu sont moins courbés et ceux qui passent perpendiculairement par le centre ne sont pas du tout réfractés. Le résultat est que tous ces rayons convergent à unpoint focal (F) une distanceFdu centre de la lentille.
L'équation de lentille mince et le rapport de grossissement
Les images produites par les lentilles et les miroirs peuvent être soitréel(c'est-à-dire projetable sur un écran) ouvirtuel(c'est-à-dire non projetable). Par convention, les valeurs de distances d'images réelles (je) de l'objectif sont positifs, tandis que ceux des images virtuelles sont négatifs. La distance de l'objet lui-même à l'objectif (o) est toujours positif.
Les lentilles convexes (convergentes) produisent des images réelles et sont associées à une valeur positive deF, tandis que les lentilles concaves (divergentes) produisent des images virtuelles et sont associées à une valeur négative deF.
La distance focaleF, distance de l'objetoet distance de l'imagejesont liés par leéquation de lentille mince:
\frac{1}{o}+\frac{1}{i}=\frac{1}{f}
Alors que la formule de grossissement ourapport de grossissement (m) relie la hauteur de l'image produite par l'objectif à la hauteur de l'objet :
m=\frac{-i}{o}
Rappelles toi,jeest négatif pour les images virtuelles.
L'œil humain
Les lentilles de vos yeux fonctionnent comme des lentilles convergentes.
Comme vous pouvez le prévoir d'après ce que vous avez déjà lu, vos lentilles oculaires sont convexes des deux côtés. Sans que vos lentilles soient à la fois convexes et flexibles, la lumière passant dans vos yeux serait interprétée de manière beaucoup plus mouvementée par votre cerveau qu'elle. l'est en fait, et les humains auraient de terribles difficultés à naviguer dans le monde (et n'auraient probablement pas survécu pour surfer sur Internet à des fins scientifiques informations).
La lumière pénètre d'abord dans l'œil par la cornée, la couche extérieure bombée de l'avant du globe oculaire. Il traverse ensuite la pupille, dont le diamètre peut être régulé par de minuscules muscles. La lentille est derrière la pupille. La partie de l'œil sur laquelle l'image est formée, qui se trouve à l'intérieur de la partie inférieure arrière du globe oculaire, est appelée larétine. Les informations visuelles sont transmises de la rétine au cerveau via les nerfs optiques.
Calculateur de grossissement
Vous pouvez trouver des sites Web pour vous aider à résoudre certains de ces problèmes une fois que vous vous êtes familiarisé avec les bases de la physique en travaillant sur quelques-uns par vous-même. L'idée principale est de comprendre comment les différentes composantes de l'équation de la lentille sont liées les unes aux autres et pourquoi les modifications apportées aux variables produisent les effets réels qu'elles produisent.
Un exemple d'un tel outil en ligne est donné dans les ressources.
