LES LENTILLES

151. Lentilles convergentes et divergentes. — Les lentilles sont des milieux transparents terminés par des surfaces sphériques dont l'intersection est une ligne sans épaisseur sensible. /i\ i\ Les lentilles se divisent en deux classes

bien distinctes. La première comprend les lentilles convergentes, plus épaisses à leur partie centrale que sur leurs bords ; la seconde comprend les lentilles divergentes, plus minces au contraire à leur partie centrale que sur les bords.

La figure 65 représente en coupe les différentes espèces de lentilles, les trois supérieures sont divergentes,

(1) Cependant la pratique photographique tend à établir que le matin, à 7 heures, par exemple, l'intensité chimique du ciel serait plus puissante qu'à 5 heures de l'après-midi. Cela doit être, car le soir l'air contient plus de vapeur d'eau que le matin, et la vapeur d'eau absorbe puissamment la partie ultra-violette du spectre, ainsi que M. Janssen l'a démontré par des expériences positives^

OPTIQUE PHOTOGRAPHIQUE. IH

les trois inférieures convergentes. La première (celle de gauche) est U'Concme; la seconde, plan-concave ; la troisième a reçu le nom de ménisqice divergent. La quatrième est hi-convexe; la cinquième, plan-convexe; la sixième est un ménisque convergent.

La droite aa' (fîg. 66) qui joint les centres de courhire a et a' des surfaces sphériques d'une lentille est son axe princijml. Si l'une des faces de la lentille est plane, l'axe principal passe par le centre de courbure de la face spliérique et est perpendiculaire à la face plane. Pour toute lentille, il existe un point situé sur l'axe principal tel que tout rayon incident qui le traverse ne subit pas de déviation. Ce point est le centre ojHique de la lentille.

On appelle axe secondaire une droite passant par le centre optique de la lentille et faisant un angle plus ou moins grand avec l'axe principal.

§ 152. Distance focale des lentilles. - - Supposons d'abord le cas le plus simple : celui de rayons lumineux r (fîg. 67), émanant, par exemple, d'une bougie très-éloignée et tombant parallèlement à l'axe d'une lentille convergente A. Dans ce cas les rayons convergent tous vers un seul point /de l'axe qui a été nommé le foyer principal de la lentille et où se forme l'image renversée de la bougie.

Inversement la bougie /, placée au foyer principal de la lentille convergente A, émet des rayons divergents, qui après avoir traversé la lentille, en émergent tous suivant des lignes r parallèles entre elles et à l'axe.

Le foyer principal d'une lentille convergente est donc toujours très-facile à déter- fi^miner approximativement par l'expérience. Il suffit pour cela de la présenter aux rayons solaires de manière que ceux-ci tombent perpendiculairement à son contour, et de mesurer la distance qui sépare le centre de la lentille de l'image solaire la plus nette possible qu'elle forme à son foyer. Il y a cependant une légère erreur provenant de l'épaisseur de la lentille surtout si c'est un ménisque convergent.

Au lieu d'un point rayonnant situé à l'infini, choisissons un point plus rapproché de la lentille, mais toujours situé son sur axe. Dans ce cas, les rayons émis par le point lumineux ne sont plus parallèles, ils tombent divergents sur la lentille, dont le foyer se forme dès lors d'autant plus loin en arrière de la lentille que le point se rapproche davantage. Le point rayonnant se trouve-t-il à une distance de la lentille égale au double de sa distance focale principale, alors son

GÉNÉRALITÉS

image se forme à une distance précisément égale en arrière de la lentille. Se rapproche-t-il davantage, son image se forme plus loin encore, et il arrive enfin un moment, celui où le point rayonnant se trouve à une distance de la lentille égale à sa distance focale principale, où les rayons émergent parallèlement entr'eux et qu'il ne se forme plus d'image du tout.

§ 163. Du plan focal et des foyers conjugués. — Si au lieu d'un point lumineux unique situé sur l'axe de la lentille nous

considérons un objet CD (fig. 68) d'une certaine dimension, nous trouvons sensiblement les mêmes résultats que ceux que nous venons de signaler dans l'alinéa précédent. Un point D de cet objet (que nous supposerons situé à l'infini) envoyant à la lentille convergente AB un pinceau de rayons peu obliques à l'axe principal ^ïC, son image se formera en sensiblement sur le même plan (perpendiculaire à l'axe aC) que le foyer jî? des rayons parallèles à l'axe émanant du point C. Le jylsrn pp' est dit le plan focal.

On voit donc que l'image pp' se forme renversée en arrière de la lentille et sa graiideur dépend évidemment de la grandeur CD de l'objet. Elle dépend aussi de la distance aO^ de cet objet à la lentille et de la distance îoe^Xe pa de celle-ci, puisque dans les deux triangles semblables ^^V/^ et CD^x, on a la proportion :

CD '.pp' :: Ca : ap.

Donc plus la lentille convergente est d'une courte distance focale ap (l'objet CD restant à une distance constante), plus l'image de cet objet est petite. Plus l'objet CD s'éloigne de la lentille AB, plus l'image de cet objet diminue.

Entre la distance focale d'une lentille, la distance de l'objet à la lentille, et la grandeur de l'image, il existe donc un rapport géométrique appelé loi (les foyers conjtiguési'^).

(1) Détermination du foyer conjugué et de la grandeur de l'image. — Rappelons d'abord ce fait bien connu : que si, dans la paroi d'une chambre bien obscurcie (flg. 69), nous perçons une petite ouverture, les objets extérieurs viendront se peindre renversés sur un écran blanc placé en arrière de cette ouverture. Plus la distance de ces objets est grande, 'plus leur image est petite, mais on 'peut agrandir ou diminuer cette image, en reculant ou en avançant Vécran qui 'reçoit l'image. Si, sur l'ouverture, nous plaçons une lentille convergente, nous remarquerons qu'il y a une place en arrière de cette lentille où l'image est la plus nette possible; en avançant ou en reculant l'écran cette image perdra de sa netteté primitive.

Si l'objet fixe, qui dans notre figure est représenté par une église, est remplacé