LENTILLES CONVERGENTES

Tous le* rayon* partis d'an point lumineux vont après «vtlr

traversé une lentille convergente se réunir en an même point. —

Pour démontrer ce fait, nous allons construire géométriquement

la marche des rayons partis d'un point lumineux P (tig. Ail)

qui traversent une lentille biconvexe de verre dont l'indice de

réfraction est -.

Menons un rayon incident PL Joignons le centre de courbure C au point I, cette ligne prolongée nous donne la normale IN au point d'incidence. Du point I avec un rayon égal à l'unité, décrivons un arc de cercle qui rencontre le rayon PI au point D; de ce point, abaissons une perpendiculaire sur la normale, ligne qui est le sinus de l'angle d'incidence et que nous divisons en trois parties égales. A partir de la normale portons deux de ces parties sur l'arc de cercle et joignons le point de rencontre avec la circonférence au point I ; IJ représente la direction du rayon réfracté dans le verre. Mais arrivé à la seconde face au

LENTILLES CONVERGENTES, point I, ce rayon passant du verre dans l'air éprouve une seconde réfraction et s'éloigne de la normale ; cherchons sa direction : du point 1 avec un rayon égal à 1, décrivons un arc de cercle qui rencontre le rayon JJ prolongé an point T ; menons du point J le rayon de courbure et prolongeons-le suivant JS. La ligne TS perpendiculaire sur la normale est divisée en deux parlies égales; on porte à parlir de T sur le prolongement de ST une de ces parlies, puis menant une parallèle au rayon JS, on détermine le point R où le rayon réfracté dans l'air doit passer. (Rappelons que l'indice de vT réfraction au passage du verre dans l'air

En faisant les mêmes constructions géométriques pour d'autres rayons qui rencontrent la lentille en des points très- différents, nous voyons, comme la figure le montre, que tous les rayons réfractés vont tous passer en un même point F, résultat important dont voici une conséquence simple qui nous sera ' très-utile : pour déterminer le point P', il suffit de mener du point P à la lentille deux rayons seulement, de construire géométriquement leur marche, et le point de rencontre après la réfraction est le point de croisement de tous les rayons qui, du point P se rendent à la surface de la lentille.

Le point P' reçoit souvent le nom de foytr conjugué du point P et voici pourquoi : si le point lumineux est placé en ' p', P devient alors le point de croisement ou le foyer de lous les rayons réfractés.

May o nu parallèles à l'axe principal.

Foyer principal. — Si le point P qui jn envoie à une lentille convergente des p» rayons lumineux est trés-éloigné, les ,.",

rayons incidents sont parallèles, et dans ce cas particulier comme dans le cas précédent, tous les rayons vont après la réfraction se rassembler en un môme point; nous le démontrerons de nouveau géométriquement. La figure 412 représente un certain nombre de rayons parallèles à Taxe principal CC; d'une

Fia. 412.

Construction géométrique du foyer principal ou foyer des rayons

parallèles & l'axe principal.

lentille convergente. On a indiqué les constructions nécessaires pour l'un des rayons qui suit la ligne MI. On voit qu'après la réfraction il y a un point de concours unique, c'est le point F situé sur l'axe principal et qui a reçu le nom de foyer principal. La distance de ce point à la lentille, ou distance focale principale déterminée par la construction, caractérise la lentille, et si les rayons de courbure sont plus grands ou plus petits, cette distance devient plus grande ou plus

petite.

Détermination expérimentale du foyer principal. — Faisons tomber sur une lentille convergente toute semblable à celle qui vient de nous servir, et dans la chambre obscure, un faisceau de rayons solaires parallèles à Taxe. Nous voyons, partant de la lentille et dessiné dans l'air, un cône de rayons dont le sommet est au point F et qui divergent ensuite de ce point en formant un second cône. Un écran placé en F est très-vivement éclairé; les corps combustibles s'enflamment en cet endroit qui est à la fois le point de concours des rayons calorifiques et des rayons lumineux envoyés par le soleil, d'où le nom de foyer qu'il a reçu. En mesurant avec un mètre la distance de ce point à la