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La figure représente cinq rayons lumineux traversant une lentille mince concave. Lequel de ces rayons lumineux va suivre la droite en pointillés après avoir traversé la lentille ?
Dans cette question, on nous donne le schéma d’une lentille concave. Nous savons qu’elle est concave parce que le centre de la lentille est plus fin que les bords. On nous donne également les directions de cinq rayons lumineux avant qu’ils ne passent dans la lentille. Nous devons déterminer lequel de ces rayons va suivre le chemin en pointillés après avoir traversé la lentille.
Pour répondre à cette question, rappelons une règle importante concernant les rayons lumineux passant à travers des lentilles concaves. Un rayon lumineux qui est parallèle à l’axe optique, mais qui ne suit pas l’axe optique, sera réfracté par une lentille concave de sorte qu’en prolongeant le rayon réfracté vers l’arrière, il semble provenir du foyer de la lentille. Pour faire simple, une lentille concave fait converger les rayons lumineux qui la traversent.
Mais tout rayon lumineux qui est initialement parallèle à l’axe optique est réfracté d’une manière particulière. On peut prolonger le rayon réfracté vers l’arrière, du côté de la lentille où se trouve le rayon incident. Et le rayon prolongé va passer par le foyer. Cette règle est utile ici, car nous voyons que cette droite en pointillés passe par le foyer de la lentille.
Alors, pour qu’un rayon lumineux soit réfracté selon ce tracé en pointillés, il faut qu’il soit initialement parallèle à l’axe optique. Voici l’axe optique, donc il faut juste trouver le rayon lumineux qui est parallèle à cet axe.
En regardant les rayons proposés, nous voyons qu’il s’agit du rayon 4. La réponse finale est donc que le rayon 4 va suivre la droite en pointillés une fois qu’il aura traversé la lentille.
