Calculateur de grandissement d’une lentille

Calculez le grandissement, la hauteur de l’image, la distance focale et le sens de l’image à partir des distances d’une lentille mince.

Calculer le grandissement
Utilisez une seule unité de longueur ; les libellés des résultats supposent des centimètres.

À propos du grandissement d’une lentille

Le grandissement linéaire décrit la taille d’une image par rapport à l’objet qui la produit. Pour une lentille mince, il vaut l’opposé de la distance image divisée par la distance objet. Sa valeur absolue donne le rapport des tailles : deux signifie une image deux fois plus haute, et un demi une image deux fois moins haute. Le signe renseigne sur le sens. Dans la convention cartésienne standard, un grandissement négatif indique une image renversée, et un grandissement positif une image droite. La hauteur de l’image est le produit du grandissement par la hauteur de l’objet. Pour un objet de cinq centimètres et un grandissement de moins un, elle vaut moins cinq centimètres. Ce signe ne désigne pas une taille physique négative, mais une image renversée par rapport à l’objet. Cette distinction compte dans les tracés de rayons, appareils photo, projecteurs, microscopes et bancs optiques. Le calculateur applique aussi l’équation des lentilles minces pour déterminer la distance focale. Son inverse égale la somme des inverses des distances objet et image, soit, après réarrangement, leur produit divisé par leur somme. Toutes les longueurs doivent partager la même unité. Avec des distances en centimètres, la focale et la hauteur de l’image sont obtenues en centimètres. Convertir les trois entrées en millimètres conserve le grandissement et donne des longueurs en millimètres. Les conventions de signes varient selon les ouvrages et les disciplines. Cet outil utilise des distances objet et image positives dans le cas courant où un objet réel forme une image réelle de l’autre côté d’une lentille convergente, d’où un grandissement négatif. Une image virtuelle peut être représentée par une distance image négative et donner un grandissement positif. Avant toute comparaison avec un exercice ou une spécification, vérifiez que la convention est identique. Le modèle suppose une lentille idéale dont l’épaisseur est négligeable devant les distances objet et image. Les lentilles composées réelles présentent des plans principaux, des aberrations, des ouvertures finies, de la distorsion et une dépendance à la longueur d’onde. La photographie peut indiquer un rapport de reproduction au capteur, tandis que télescopes et microscopes visuels donnent souvent un grossissement angulaire plutôt qu’un grandissement linéaire. Utilisez ce résultat pour l’optique géométrique de base et la conception préliminaire ; lorsque l’épaisseur et les aberrations comptent, utilisez les données du fabricant ou un modèle optique complet.

Exemples de grandissement

Distances et hauteurPropriétés calculéesInterprétation
do 20 cm, di 20 cm, ho 5 cmM -1; hi -5 cm; f 10 cmImage réelle, renversée et de même taille.
do 30 cm, di 15 cm, ho 8 cmM -0.5; hi -4 cm; f 10 cmImage réelle, renversée et réduite.
do 15 cm, di 30 cm, ho 2 cmM -2; hi -4 cm; f 10 cmImage réelle, renversée et agrandie.
do 10 cm, di -20 cm, ho 3 cmM 2; hi 6 cm; f 20 cmImage virtuelle, droite et agrandie selon cette convention.

Comment calculer le grandissement

  1. Mesurez la distance objet depuis le plan de référence de la lentille selon la convention choisie.
  2. Saisissez la distance image correspondante dans la même unité.
  3. Saisissez la hauteur physique de l’objet dans cette unité.
  4. Sélectionnez Calculer les propriétés de la lentille pour obtenir grandissement, hauteur de l’image, focale et sens.
  5. Une hauteur ou un grandissement négatif indique une image renversée, pas une taille physique négative.

Questions fréquentes sur le grandissement

Que signifie un grandissement négatif ?

Il indique que l’image est renversée par rapport à l’objet. Sa valeur absolue reste le rapport des tailles de l’image et de l’objet.

Le grandissement a-t-il une unité ?

Non. C’est un rapport de deux longueurs, donc une grandeur sans dimension. Hauteurs, distances et focale doivent utiliser des unités cohérentes.

Quelle est l’équation des lentilles minces ?

L’inverse de la distance focale égale la somme des inverses des distances objet et image. Cette relation lie les trois distances principales d’une lentille mince idéale.

Puis-je calculer une image virtuelle ?

Oui. Saisissez une distance image négative avec la convention de cet outil. Le grandissement positif obtenu indique une image virtuelle droite.

Est-ce le même calcul que pour un télescope ?

Non. Ce calculateur donne le rapport linéaire des tailles de l’image et de l’objet. Les télescopes et microscopes visuels indiquent généralement un grossissement angulaire, avec d’autres formules.