Les lentilles convergentes et divergentes sont des éléments optiques fondamentaux qui permettent de comprendre la formation des images en optique géométrique.
Une lentille convergente se caractérise par sa capacité à faire converger les rayons lumineux parallèles en un point appelé foyer image. Sa distance focale est positive et elle peut former des images réelles ou virtuelles selon la position de l'objet. Le grandissement dépend directement de la position de l'objet par rapport à la distance focale. La formule de conjugaison permet de déterminer la position et la taille de l'image. Lorsqu'un objet est placé au-delà de la distance focale, l'image obtenue est renversée, tandis que si l'objet est placé entre le foyer et la lentille, l'image est droite et virtuelle.
La lentille divergente, quant à elle, fait diverger les rayons lumineux parallèles à l'axe optique. Sa distance focale est négative et elle ne forme que des images virtuelles, droites et plus petites que l'objet. La vergence, qui est l'inverse de la distance focale, s'exprime en dioptries et permet de caractériser la puissance de la lentille. Les formules de conjugaison et de grandissement optique s'appliquent également aux lentilles divergentes, mais avec des conventions de signes spécifiques. Le schéma d'une lentille divergente montre que les rayons semblent provenir du foyer image situé du côté de l'objet. Ces propriétés sont particulièrement importantes dans la conception des instruments optiques comme les lunettes de vue pour corriger la myopie.
Ces concepts sont essentiels pour comprendre le fonctionnement des systèmes optiques courants comme les appareils photo, les microscopes ou les télescopes. La maîtrise des formules de distance focale et de grandissement permet de prédire avec précision la formation des images et leurs caractéristiques.
