Transcription de la vidéo
La figure suivante montre un œil hypermétrope. Si la lentille A est placée devant l’œil, la lumière se concentre-t-elle plus près ou plus loin de la rétine de l’œil?
Dans cette question, nous voyons deux rayons lumineux qui divergent d’un point. On peut aussi voir un œil. La question indique que l’œil est hypermétrope. Nous pouvons voir que les rayons lumineux pénètrent dans l’œil hypermétrope et que ces rayons se croisent en un point situé au fond de l’œil. Enfin, la question montre une lentille convexe, la lentille A, et une lentille divergente, la lentille B, et demande si la lentille A est placée devant l’œil focaliserait la lumière entrant dans le l’œil plus loin ou plus proche de la rétine de l’œil.
Pensons à ce que l’on entend par focalisation. Les rayons lumineux sont focalisés s’ils convergent en un point, appelé le point focal. La distance entre une lentille et son point focal est appelée sa distance focale. Nous pouvons voir que les deux rayons lumineux convergent vers un point, le point situé derrière le fond de l’œil.
Pensons à ce que signifie la rétine. La rétine de l’œil fait partie de l’œil sur lequel la lumière doit être focalisée pour que l’œil puisse voir correctement. La rétine est située au fond de l’œil. Nous pouvons voir que l’œil dans la question ne focalise pas les rayons lumineux montrés sur la rétine de l’œil.
Pensons à ce que l’on entend par hypermétropie. Un œil est hypermétrope s’il peut correctement focaliser uniquement la lumière d’objets lointains. Un œil hypermétrope ne peut pas focaliser correctement la lumière des objets proches. Dans la question, les deux rayons lumineux divergent d’un point. Le point à partir duquel les rayons lumineux divergent est la position d’un objet. Moins la distance entre l’objet et l’œil est grande, plus la divergence des rayons lumineux, provenant de l’objet et pénétrant dans l’œil, est grande.
Nous voyons donc que la question montre qu’un œil ne parvient pas à focaliser correctement les rayons lumineux divergeant d’un objet proche, focalisant spécifiquement ces rayons lumineux derrière la rétine plutôt que sur la rétine. Il est important de comprendre que les rayons lumineux initialement divergents qui sont finalement focalisés doivent signifier que lorsque les rayons lumineux pénètrent dans l’œil, les rayons changent de direction afin qu’ils convergent plutôt qu’ils divergent après leur entrée dans l’œil.
Nous pouvons voir alors que le fait que les rayons lumineux se focalisent derrière la rétine signifie que l’œil a changé la direction des rayons lumineux d’un trop petit angle pour que les rayons convergent sur la rétine. Si l’angle avec lequel les rayons lumineux changent de direction était plus grand, les rayons lumineux pourraient converger sur la rétine. Une autre façon de décrire cela est que si la distance focale de l’œil était diminuée, ces rayons lumineux pourraient converger sur la rétine.
La question est de savoir si le fait de passer à travers la lentille A avant d’entrer dans l’œil changerait les chemins des rayons lumineux qui pénètrent dans l’œil afin qu’ils se focalisent plus proche ou plus loin de la rétine. Pour décider si la lentille A peut produire ce résultat, nous devons comprendre l’effet de la lentille A sur les trajets des rayons lumineux divergents de l’objet.
Rappelons que la lentille A est une lentille convexe. En effet, une lentille convexe provoquera la convergence des rayons lumineux parallèles incidents après leur sortie de la lentille. Les rayons lumineux parallèles ne divergent ni ne convergent. Faire converger les rayons parallèles est le contraire de faire diverger les rayons. Nous pouvons alors voir qu’une lentille convexe peut être considérée comme anti-divergente, dans le sens qu’elle fait le contraire d’augmenter la divergence des rayons lumineux. Si nous pensons qu’une lentille convexe réduit la divergence des rayons lumineux, nous pouvons en déduire que si des rayons lumineux divergents entrent dans une lentille convexe, les rayons divergeront moins après leur sortie de la lentille.
Rappelons que l’œil hypermétrope ne pouvait pas focaliser les rayons lumineux divergents sur la rétine, car l’œil n’a pas suffisamment changé la direction des rayons lumineux. Les rayons lumineux sont passés de divergents à convergents, mais l’œil avait une distance focale trop grande pour pouvoir focaliser ces rayons sur la rétine. Si les rayons lumineux qui rentrent dans l’œil sont rendus moins divergents d’une façon correcte avant qu’ils ne pénètrent dans l’œil, alors la distance focale de l’œil serait suffisante pour focaliser les rayons sur la rétine.
Nous savons que la lentille A étant convexe, elle réduira la divergence des rayons lumineux de l’objet. Par conséquent, le fait de placer la lentille A devant l’œil pourrait modifier la trajectoire des rayons lumineux de sorte qu’ils convergent sur la rétine. Même si la lentille A ne focalisait pas exactement ces rayons sur la rétine, les rayons seraient focalisés plus près de la rétine que si la lentille A n’était pas utilisée. Nous concluons que le placement de la lentille A devant l’œil focalisera les rayons lumineux de l’objet qui est plus proche de la rétine.
