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Chacun des schémas suivants montre un rayon entrant dans une mince lentille concave. Le point marqué P est le foyer de la lentille. Avant que le rayon ne pénètre dans la lentille, il est parallèle à l’axe optique. Il passe par le centre de la lentille. Quel schéma montre correctement le trajet du rayon après son passage à travers la lentille ? Schéma (A), schéma (B) ou schéma (C).
Cette question nous interroge sur un rayon de lumière initialement parallèle à l’axe optique et passant par le centre de la lentille. Pour répondre à cette question, nous devons rappeler une règle pour les rayons lumineux passant à travers une lentille concave. La règle stipule que tout rayon de lumière qui passe par le centre d’une lentille concave sortira de la lentille suivant la même direction que lorsqu’il est arrivé sur la lentille.
Le problème indique que le rayon de lumière passe par le centre de la lentille concave. Nous savons donc que le rayon de lumière ne changera pas de direction après avoir traversé la lentille. Maintenant, il suffit d’examiner chacune de ces options et d’identifier le schéma optique montrant correctement le rayon se déplaçant dans la même direction après avoir traversé la lentille.
Tout d’abord, regardons l’option (A). Si nous traçons la direction du rayon lumineux avant qu’il n’arrive sur la lentille sans changer de direction, comme indiqué par la ligne pointillée bleue, alors nous pouvons voir que cela ne correspond pas à la direction du rayon lorsqu’il pénètre dans la lentille. Par conséquent, nous savons que cela ne peut pas être fait par la bonne option car le rayon quitte la lentille dans une direction différente de celle de celle qu’il avait avant qu’il n’arrive dans la lentille. Cela signifie que nous pouvons éliminer la réponse (A).
Ensuite, regardons l’option (C). Encore une fois, nous pouvons tracer la direction du rayon lumineux avant qu’il n’arrive sur la lentille par le centre de la lentille. Et encore une fois, nous voyons que la trajectoire ne correspond pas à la direction du rayon entrant dans la lentille. Donc, la réponse (C) ne peut pas être la bonne non plus parce que le rayon quitte la lentille dans une direction différente de celle qu’il avait avant d’entrer dans la lentille. Nous pouvons donc éliminer le choix de réponse (C).
Cela nous laisse avec la réponse (B). Traçons à nouveau la direction du rayon lumineux avant le centre de la lentille pour vérifier que c’est la bonne réponse. Lors du tracé de ce rayon sortant par le centre de la lentille, cela correspond parfaitement au rayon de lumière entrant dans la lentille. Ce rayon sort de la lentille dans la même direction que celle avant d’entrer dans la lentille. Elle suit donc la règle pour les rayons lumineux passant par le centre d’une lentille concave. Et donc, nous avons confirmé que la réponse (B) est la bonne réponse.
Le schéma qui montre correctement le trajet du rayon lumineux après son passage à travers la lentille concave est le schéma (B).
