Objet dans la focale d'une lentille convergente : image virtuelle, droite, agrandie

Lorsqu'un objet est placé plus près d'une lentille convergente que sa distance focale (u < f), la lentille ne peut converger les rayons vers une image réelle du côté opposé. Au lieu de cela, les rayons réfractés divergent — mais leurs prolongements en arrière convergent derrière l'objet, formant une image virtuelle, droite et agrandie du même côté que l'objet.

Logique du diagramme de rayons

1. Rayon parallèle à l'axe → se réfracte par le foyer (F) côté image.
2. Rayon par le centre optique → continue sans déviation.
3. Ces divergent après la lentille. Prolongez-les en arrière → ils se coupent au point image virtuelle.

Propriétés

• Virtuelle : Ne peut être projetée sur écran. Les rayons ne se rencontrent pas vraiment.
• Droite : Même orientation que l'objet (non inversée).
• Agrandie : Image plus grande que l'objet. Grandissement m = v/u = f/(f-u) > 1.
• Même côté que l'objet : Distance image v négative (convention signe).

Application pratique

C'est exactement le principe de la loupe simple. Œil près de la lentille, objet dans la focale → image virtuelle agrandie à distance de vision confortable (point proche ~25 cm). Grandissement angulaire = 25 cm / f (œil relâché à l'infini).

Aussi le principe derrière : lunettes de lecture, oculaires télescope/microscope, optiques de viseur.