Physique-chimie (spécialité) · Première
Lentilles minces et conjugaison : quiz de Première
Publié le 6 novembre 2026 · Mis à jour le 6 novembre 2026 · Signaler une erreur
L'essentiel
- Une lentille mince a une épaisseur faible devant les rayons de courbure de ses faces.3
- À bords minces, elle est convergente ; à bords épais, elle est divergente (lentille plus réfringente que le milieu qui l'entoure).2
- Un rayon qui passe par le centre optique n'est pas dévié.2
- La distance focale image est la distance entre le centre optique et le foyer image .2
- La relation de conjugaison relie la position de l'objet à celle de son image, dans les conditions de Gauss.4
Avant de commencer
Ce quiz porte sur les lentilles minces et sur la relation de conjugaison : reconnaître une lentille convergente ou divergente, connaître le centre optique et les foyers, savoir ce que devient un rayon particulier, puis calculer la position d'une image. Il prolonge ce que tu as vu sur les ondes et les signaux, et prépare l'étude de la couleur et de la vision.
Quiz
14 questions · correction immédiate · ton score reste sur ton appareil.
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Une lentille est dite mince quand son épaisseur reste faible devant les rayons de courbure de ses faces.3 Le mot « mince » ne parle donc pas de la taille de la lentille en largeur. Et une lentille mince peut être convergente ou divergente : « mince » ne dit rien de cela.
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Dans ces conditions, les lentilles à bords minces sont convergentes : elles transforment un faisceau parallèle en un faisceau convergent vers un point.2 L'erreur tentante est de croire qu'une lentille « fine » disperse la lumière ; c'est le cas des lentilles à bords épais, qui sont divergentes.
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C'est faux. Les lentilles à bords épais sont divergentes : elles transforment un faisceau parallèle en un faisceau divergent.2 La confusion vient souvent de l'idée qu'une lentille « épaisse au bord » concentre la lumière ; c'est l'inverse.
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Les lentilles à bords minces sont la biconvexe, la plan-convexe et le ménisque à bords minces.2 La biconcave fait partie des lentilles à bords épais, avec la plan-concave et le ménisque à bords épais.2 Le piège : « convexe » et « concave » se confondent facilement ; retiens que convexe = bombée vers l'extérieur, donc bords minces.
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Le rayon passant par le centre optique n'est pas dévié à la traversée de la lentille mince.2 On pense parfois que tout rayon est dévié par une lentille, mais ce rayon particulier fait exception, ce qui permet de construire facilement une image.
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Ce faisceau se concentre en un point du plan focal image, à l'écart de l'axe : c'est un foyer secondaire image.2 Pour une lentille mince, on le trouve en prolongeant le rayon incident qui traverse le centre optique sans déviation jusqu'au plan focal image.2 Le foyer image proprement dit n'est atteint que par un faisceau parallèle à l'axe.
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En optique géométrique, dans les conditions de stigmatisme, tous les rayons issus d'un point objet émergent en un point unique appelé image conjuguée du point objet ; les deux points sont dits conjugués.4 Cela ne veut pas dire qu'ils sont à égale distance de la lentille, ni que l'image est agrandie.
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C'est vrai. Presque aucun système optique n'est parfaitement stigmatique : seul le miroir plan l'est. Les relations de conjugaison ne sont donc utilisables que dans les conditions de Gauss.4 Il ne faut pas les appliquer à des rayons très inclinés ou très éloignés de l'axe.
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Un objet placé sur l'axe optique donne une image qui est elle aussi sur cet axe.2 C'est ce qui permet de repérer les positions de l'objet et de l'image par une seule abscisse sur l'axe, de part et d'autre du centre optique. Seul un objet hors de l'axe donne une image hors de l'axe.
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Pour une lentille mince, on peut considérer que les sommets des deux faces sont confondus, et que le centre optique coïncide avec ces deux points.2 C'est cette simplification qui rend les constructions et les calculs plus simples que pour une lentille épaisse.
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On isole : , donc cm. Le résultat est positif : l'image est de l'autre côté de la lentille. L'erreur fréquente est d'oublier le signe négatif de , ce qui donnerait et 7,5 cm.
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, donc cm. Attention à ne pas additionner directement 20 et 30 : on manipule des inverses, il faut les mettre au même dénominateur.
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, donc cm. Le signe négatif indique une image située du même côté de la lentille que l'objet. Si tu trouves +5 cm, tu as oublié à la fois que est négative pour une lentille divergente et que est négative pour un objet réel.
Les questions qu'on se pose
Pourquoi dit-on que les calculs sur les lentilles minces sont plus simples ?
Quand puis-je utiliser la relation de conjugaison ?
Dans les conditions de Gauss, c'est-à-dire en pratique pour des rayons peu inclinés et proches de l'axe, car les systèmes optiques ne sont pas rigoureusement stigmatiques.4 Hors de ces conditions, l'image n'est plus un point net et la relation ne donne qu'une valeur approchée.
Comment savoir si une lentille est convergente ou divergente ?
Regarde ses bords : à bords minces, elle est convergente ; à bords épais, elle est divergente, dans le cas d'une lentille plus réfringente que le milieu qui l'entoure.2 Tu peux aussi faire le test d'un faisceau parallèle : s'il converge après la lentille, elle est convergente.
Sources
- Lentilles minces et relation de conjugaison, Académie de Nancy-Metz. Consulté le 6 novembre 2026.
- Lentille — Encyclopédie, Larousse. Consulté le 6 novembre 2026.
- Lentille mince, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
- Relation de conjugaison, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
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