Lentile subțiri: formule, mărire și construcția imaginii
Convergența, formula lentilei, mărirea liniară, convenția de semne, construcția imaginii cu trei raze și probleme-tip (imagine reală, virtuală, lentilă divergentă), cu desenul cerut la BAC.
- 34 min
- La BAC: Subiectul al II-lea (D) · I (D)
- Verificat pe bareme

ții minte doar fișa asta și ești acoperit
Fișa de aur
- 01
Formula lentilei: 1/x₂ − 1/x₁ = 1/f; β = y₂/y₁ = x₂/x₁; C = 1/f (δ = m⁻¹). Obiect real: x₁ < 0.
Truc: Convergentă f > 0. Divergentă f < 0.
- 02
Lentila divergentă dă mereu imagine virtuală, dreaptă, micșorată, între lentilă și focar (|x₂| < |f|).
- 03
Lentila convergentă: obiect dincolo de focar (|x₁| > f) ⇒ imagine reală, răsturnată; între focar și lentilă ⇒ imagine virtuală, dreaptă, mărită (lupă).
- 04
Obiect la 2f: imagine reală, răsturnată, de aceeași mărime, la 2f; distanța obiect–imagine este minimă, 4f (iunie 2025, D.II).
- 05
Desenul (cerut la D.II.c): 2 din 3 raze: paralelă cu axa ⇒ prin focarul imagine; prin centrul optic ⇒ nedeviată; prin focarul obiect ⇒ paralelă cu axa.
- 06
Convergența se măsoară în dioptrii (m⁻¹); f în metri pentru C. Dacă f = −1 m, C = −1 m⁻¹.
Pe scurt
Culorile din lecție:termencifră, datăidee-cheie
- 1/x₂ − 1/x₁ = 1/f; β = y₂/y₁ = x₂/x₁; C = 1/f (m⁻¹ = dioptrie).
- Obiect real: x₁ < 0. Imagine reală: x₂ > 0. Divergentă: f < 0.
- Divergentă ⇒ imagine virtuală, dreaptă, micșorată.
- Convergentă: obiect dincolo de f ⇒ reală, răsturnată; între f și lentilă ⇒ virtuală, dreaptă, mărită.
- Obiect la 2f ⇒ imagine la 2f, egală, răsturnată; d(obiect–imagine) minim = 4f.
- La BAC: desenul construcției imaginii cu cel puțin două raze caracteristice.
Mărimi și convenții
| Mărime | Simbol | Convenție | Unitate |
|---|---|---|---|
| Poziția obiectului | x₁ | negativă pentru obiect real | m |
| Poziția imaginii | x₂ | pozitivă pentru imagine reală | m |
| Distanța focală | f | + convergentă, − divergentă | m |
| Convergența | C = 1/f | + / − ca la f | m⁻¹ (δ) |
| Mărirea liniară | β = y₂/y₁ = x₂/x₁ | β < 0 ⇒ răsturnată | – |
Formula lentilelor subțiri: 1/x₂ − 1/x₁ = 1/f. De aici:
- x₂ = x₁·f/(x₁ + f)
- β = f/(x₁ + f)
Câți metri are distanța focală a unei lentile cu C = 4 dioptrii?
Construcția imaginii
Trasezi cel puțin două dintre cele trei raze caracteristice:
- Raza paralelă cu axa optică principală se refractă prin focarul imagine F' (convergentă) sau pe direcția care pleacă din F' (divergentă).
- Raza prin centrul optic O trece nedeviată.
- Raza care trece prin focarul obiect F (sau spre el) iese paralelă cu axa.
Imaginea punctului-extremitate este la intersecția razelor refractate (reală) sau a prelungirilor lor (virtuală). Imaginea întregului obiect liniar perpendicular pe axă este un segment perpendicular pe axă.

Cele trei raze caracteristice: paralela cu axa trece apoi prin F', raza prin centrul optic nu e deviată, raza prin F iese paralelă cu axa. Se întâlnesc într-un punct: imaginea e reală și răsturnată.
Ilustrație ZECE, generată cu AI pentru această lecție.
| Lentilă | Poziția obiectului | Imaginea |
|---|---|---|
| Convergentă | x₁ > 2f în modul | reală, răsturnată, micșorată |
| Convergentă | x₁ = 2f în modul | reală, răsturnată, egală |
| Convergentă | f < x₁ < 2f în modul | reală, răsturnată, mărită |
| Convergentă | x₁ < f în modul | virtuală, dreaptă, mărită |
| Divergentă | oricare | virtuală, dreaptă, micșorată |
Probleme rezolvate
Date: f = 20 cm, obiect real la |x₁| = 30 cm, y₁ = 2 cm.
1/x₂ = 1/f + 1/x₁ = 1/20 − 1/30 = 1/60
rezultat final: x₂ = 60 cm (imagine reală)
β = x₂/x₁ = 60/(−30)
rezultat final: β = −2; y₂ = β·y₁ = −4 cm (răsturnată, de 2 ori mai mare)
Date: f = 20 cm, |x₁| = 10 cm, y₁ = 2 cm.
1/x₂ = 1/20 − 1/10 = −1/20
rezultat final: x₂ = −20 cm (imagine virtuală, de aceeași parte cu obiectul)
β = x₂/x₁ = (−20)/(−10)
rezultat final: β = 2 ⇒ y₂ = 4 cm (dreaptă, de 2 ori mai mare)
Date: f = 12 cm; imaginea reală este de 3 ori mai mare (|β| = 3, imagine răsturnată: β = −3).
x₂ = −3·x₁; 1/(−3·x₁) − 1/x₁ = 1/f ⇒ −4/(3·x₁) = 1/12 ⇒ x₁ = −16 cm
rezultat final: x₁ = −16 cm, x₂ = 48 cm
Distanța obiect–imagine: d = |x₁| + x₂ = 16 + 48
rezultat final: d = 64 cm
Date: f = −20 cm, obiect real la |x₁| = 30 cm.
1/x₂ = 1/f + 1/x₁ = −1/20 − 1/30 = −5/60
rezultat final: x₂ = −12 cm (imagine virtuală)
β = x₂/x₁ = (−12)/(−30)
rezultat final: β = 0,4 (dreaptă, micșorată: de 2,5 ori)
Date: imaginea este de 3 ori mai mică decât obiectul: β = x₂/x₁ = 1/3.
a) x₂ = x₁/3; 1/x₂ − 1/x₁ = 1/f ⇒ 3/x₁ − 1/x₁ = 2/x₁ = −1 m⁻¹
rezultat final: −x₁ = 2 m
b) x₂ = x₁/3 = −2/3 m; d = −x₁ + x₂ = 2 − 2/3
rezultat final: d ≈ 1,33 m
d) Se alipește o lentilă cu C₂ = 3 m⁻¹: 1/fsist = 1/f + C₂ = −1 + 3 = 2 m⁻¹
rezultat final: fsist = 0,5 m = 50 cm
Date: obiect de 10 mm; obiectul și imaginea sunt la distanțe egale față de lentilă, de o parte și de alta.
a) x₂ = −x₁; 1/x₂ − 1/x₁ = −2/x₁ = 1/f
rezultat final: −x₁ = 2f = 40 cm
b) β = x₂/x₁ = −1 ⇒ y₂ = −y₁
rezultat final: |y₂| = 10 mm
d) Lentila se taie după planul de simetrie în două plan-convexe identice. Alipite la loc, ele refac lentila inițială: C' = C + C = 2C, cu C' = 1/f = 5 m⁻¹ ⇒ C = C'/2
rezultat final: C = 2,5 m⁻¹
Valorile au fost recalculate independent în Node: 60 cm, β = −2, −4 cm; −20 cm, 2, 4 cm; −16 cm, 48 cm, 64 cm; −12 cm, 0,4; 2 m, 1,33 m, 0,5 m; 40 cm, 10 mm, 2,5 m⁻¹ (concordă cu baremele).
Ce înseamnă β = −2?
Care este distanța minimă dintre un obiect real și imaginea lui reală printr-o lentilă convergentă?
Ce se cere la BAC
- D.II (15 p) în aproape fiecare variantă: (a) poziția obiectului sau imaginii; (b) mărimea imaginii sau distanța obiect–imagine; (c) desenul construcției imaginii (1 p în unele variante, în altele mai mult); (d) un sistem sau o modificare (două lentile alipite, lentila tăiată, o a doua lentilă la distanță).
- Datele sunt în S.I. sau în centimetri; atenție la conversia în metri pentru C în dioptrii.
Greșeli care costă puncte
- Semnele lui x₁ și f (obiect real: x₁ < 0; divergentă: f < 0).
- Formula 1/x₁ + 1/x₂ = 1/f (formă din altă convenție) amestecată cu mărirea din cealaltă convenție: rămâi la o singură convenție.
- Desenul incomplet: lipsesc prelungirile punctate pentru imaginea virtuală.
- Distanța obiect–imagine luată ca x₂ − x₁ cu semne greșite (este suma modulelor când sunt de o parte și de alta, diferența când sunt de aceeași parte).
- C în dioptrii calculat cu f în centimetri.
Termeni-cheie
- Lentilă subțire
- Lentilă a cărei grosime este neglijabilă în raport cu razele de curbură; se reprezintă printr-un segment cu centrul optic O.
- Focar principal
- Punctul în care converg (lentilă convergentă) sau din care par să provină (lentilă divergentă) razele paralele cu axa optică principală; distanța focală f = OF.
- Convergența
- C = 1/f; unitate S.I. dioptria, δ = m⁻¹; pozitivă la lentila convergentă, negativă la cea divergentă.
- Formula lentilelor subțiri
- 1/x₂ − 1/x₁ = 1/f, cu x₁ < 0 pentru obiect real (în fața lentilei) și x₂ > 0 pentru imagine reală.
- Mărirea liniară transversală
- β = y₂/y₁ = x₂/x₁; β < 0 imagine răsturnată, β > 0 imagine dreaptă; |β| > 1 mărită.
- Imagine reală
- Imagine formată din razele care converg efectiv; x₂ > 0; poate fi prinsă pe ecran; răsturnată pentru obiect real.
- Imagine virtuală
- Imagine formată din prelungirile razelor; x₂ < 0 (aceeași parte cu obiectul); dreaptă pentru obiect real.
- Puncte conjugate
- Perechea obiect–imagine legată prin formula lentilei.