1) Influence d’une lentille sur un faisceau de lumière parallèle à l’axe optique
Si un faisceau de lumière, constitué de rayons parallèles à l’axe optique, est dirigé vers une lentille divergente, alors en sortant de cette dernière, les rayons de lumière s’écartent les uns des autres et le faisceau s’élargit.
On dit que le faisceau de lumière obtenu est divergent.
Si le faisceau de lumière est cette fois dirigé vers une lentille convergente, alors le phénomène inverse se produit : les rayons de lumière se rapprochent les uns des autres et se dirigent tous vers un même point qui concentre la lumière du faisceau.
On dit que le faisceau de lumière obtenu est convergent.
Remarque : on parle de faisceau incident pour désigner le faisceau de lumière avant la lentille et de faisceau émergent pour le faisceau situé après la lentille.
2) Caractéristiques d’une lentille convergente
Le point où se concentre, après une lentille convergente, la lumière d’un faisceau incident parallèle à l’axe optique est appelé foyer et noté F’.
Ce foyer est toujours situé sur l’axe optique de la lentille et la distance qui le sépare du centre optique est appelée distance focale (notée f’).
Pour déterminer la distance focale d’une lentille convergente (et donc la position de son foyer) il suffit de produire un faisceau de lumière incident parallèle à l’axe optique et de placer un écran sur le trajet du faisceau émergent. En déplaçant l’écran, on peut trouver le point où le faisceau émergent est le plus étroit, ce qui correspond au foyer de la lentille.
3) Formation d’une image avec une lentille convergente.
Pour former l’image d’un objet lumineux avec une lentille convergente, il faut placer un écran derrière la lentille et ajuster sa distance jusqu’à obtenir une image nette.
La formation d’une image ne peut se faire que si la distance entre l’écran et l’objet est supérieur à la distance focale de la lentille.
L’image qui se forme est alors inversée et située après le foyer de la lentille.