Comment calculer la focale : Équation lentille mince & méthode expérimentale
La distance focale (f) est la distance du centre optique au foyer (rayons parallèles convergent). Deux façons de la trouver.
1. Équation lentille mince (Calcul)
1/f = 1/dₒ + 1/dᵢ - f = distance focale
- dₒ = distance objet (lentille à objet)
- dᵢ = distance image (lentille à plan image net)
Toutes distances mesurées depuis plan principal lentille. Convention signes : objet/image réels positifs (Gaussien).
2. Méthode expérimentale (Banc d'optique)
- Banc optique : source lumineuse (objet), lentille, écran blanc.
- Déplacez lentille jusqu'à image nette sur écran.
- Mesurez dₒ (objet→lentille) et dᵢ (lentille→écran).
- Insérez dans équation → résolvez pour f.
Approximation rapide (Objet lointain)
Si objet « à l'infini » (lumière collimatée / loin), image se forme au plan focal : f ≈ dᵢ. Visez soleil/fenêtre lumineuse ; mesurez lentille→tache nette sur papier.
Formule du lunetier (Conception)
1/f = (n-1) [1/R₁ - 1/R₂ + (n-1)d/(n R₁ R₂)] n = indice réfraction, R₁/R₂ = rayons courbure surfaces, d = épaisseur centre. Lentille mince (d≈0) : 1/f = (n-1)(1/R₁ - 1/R₂).
Contexte photo
Focale objectif fixe (focale fixe) ou variable (zoom). Marquée sur barillet (ex: 50mm). Focale équivalente (facteur crop) ajustée pour taille capteur : APS-C ×1,5, M4/3 ×2, 1″ ×2,7.