Simulateur optique : lentilles et miroirs
Calculez la distance image et le grandissement, puis tracez trois rayons principaux pour une lentille convergente ou divergente, ou un miroir concave ou convexe.
Outil d’optique gratuit dans votre navigateur
Construisez le tracé des rayons d’une lentille ou d’un miroir
Choisissez un élément optique, saisissez des valeurs précises et vérifiez l’image avec la relation de conjugaison de Gauss et trois rayons principaux. Sans compte ni crédits.
Convention de signes : la distance focale est positive pour les éléments convergents et négative pour les éléments divergents. Une distance image positive correspond à une image réelle ; une distance négative, à une image virtuelle.
- Rayon parallèle
- Rayon passant par le centre / C
- Rayon focal
Distance image v
15
Grandissement m
-0,5
Nature de l’image
réelle
Orientation et taille
renversée et réduite
Modèle : 1/f = 1/u + 1/v et m = -v/u, dans l’approximation paraxiale d’une lentille mince ou d’un miroir sphérique. Les pointillés prolongent les rayons en arrière pour construire les images virtuelles. Près de la singularité au foyer, l’affichage est limité ; le résultat numérique reste exact.
Revu par SciFig TeamMis à jour
tracé des rayons : qu’est-ce que c’est ?
Ce simulateur optique calcule où se forme une image optique et dessine les rayons principaux qui expliquent le résultat. Il permet d’étudier un seul élément à la fois : lentille convergente, lentille divergente, miroir concave ou miroir convexe. Saisissez la distance focale, la distance objet et la hauteur de l’objet pour résoudre localement la relation de conjugaison de Gauss, déterminer les caractéristiques de l’image et exporter un SVG modifiable ou un PNG, sans envoyer de données.
Tracé des rayons pour les lentilles et les miroirs
- Quatre éléments optiques : passez des lentilles convergentes ou divergentes aux miroirs concaves ou convexes dans le même outil.
- Saisie numérique précise : associez les curseurs à des valeurs exactes de distance focale, de distance objet et de hauteur de l’objet.
- Préréglages courants : comparez un objet au-delà de 2F, à 2F, entre le foyer et l’élément, ou devant un élément divergent.
- Caractéristiques immédiates : l’outil indique si l’image est réelle ou virtuelle, droite ou renversée, agrandie, de même taille ou réduite.
- Calcul local : toutes les équations sont résolues dans le navigateur, sans envoi de données ni compte.
- Géométrie déterministe : des valeurs identiques produisent toujours les mêmes trajets de rayons et les mêmes dimensions d’image.
Trois rayons principaux pour chaque élément optique
- Rayon parallèle : arrive parallèlement à l’axe optique, puis passe par un foyer ou semble en diverger.
- Rayon central : traverse le centre optique d’une lentille mince sans déviation. Pour un miroir, le rayon dirigé selon la droite passant par le centre de courbure repart en sens inverse sur le même trajet.
- Rayon focal : passe par un foyer ou se dirige vers lui, puis ressort parallèlement à l’axe optique.
- Axe optique : sert de ligne de référence avec une convention de signes pour l’objet, l’élément, les foyers et l’image.
- Flèches de l’objet et de l’image : montrent l’orientation et la hauteur relative à partir du grandissement calculé.
- Prolongements en pointillés : distinguent la construction d’une image virtuelle des rayons en traits pleins sur lesquels la lumière se propage réellement.
Relation de conjugaison, signes et caractéristiques de l’image
- Relation de Gauss : 1/f = 1/u + 1/v détermine la distance image avec son signe dans le modèle d’un élément mince.
- Signe de la distance focale : positif pour les lentilles convergentes et les miroirs concaves ; négatif pour les lentilles divergentes et les miroirs convexes.
- Signe de la distance image : selon la convention affichée, v positif correspond à une image réelle et v négatif à une image virtuelle.
- Grandissement : m = -v/u détermine la hauteur de l’image et indique si elle est droite ou renversée.
- Singularité au foyer : lorsque u = f, l’image se forme à l’infini. L’outil dessine donc des rayons parallèles de longueur finie, sans flèche d’image.
- Export : téléchargez le schéma calculé en SVG pour le modifier, ou en PNG pour vos fiches d’exercices, diapositives et rapports.
Simulateur optique : lentilles et miroirs — Questions fréquentes
Questions fréquentes : Simulateur optique : lentilles et miroirs
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