c : célérité de la
lumière dans le videOBJETS ET IMAGES - RAYONS LUMINEUX
I/Approximation de l'optique géométrique :
a)Rayons lumineux :
Un faisceau lumineux peut être considéré comme étant constitué d'un ensemble de rayons lumineux.
La lumière se propage en ligne droite dans un milieu homogène .
b)Réfraction :
Un milieu transparent peut être caractérisé par son indice de réfraction n (absolu):
c : célérité de la
lumière dans le vide
v : célérité de la lumière dans le milieu transparent considéré
(Avec ce schéma n2>n1)
c)Réflexion :
i=r
II/Lentilles minces convergentes :
a)Lentille et réfraction :
b)Rayons lumineux et lentille mince convergente
* lentille mince : on peut négliger l'épaisseur de sa partie centrale
* lentille mince convergente : bords minces
*lentille mince divergente : bords épais
c)Caractéristiques d'une lentille convergente - rayons particuliers
O : centre optique (un rayon qui passe par le centre optique n'est pas dévié)
F' : foyer principal image : un rayon incident parralèle à l'axe optique sort de la lentille en passant par le foyer principal image.
F : foyer principal objet : un rayon incident qui passe par le foyer principal objet sort de la lentille en étant parallèle à l'axe optique
f
' : foyer secondaire image .d)Caractéristiques d'un miroir sphérique :
C : centre du miroir (un rayon qui passe par C conserve la même direction)
S : sommet du miroir
F et F' , respectivement foyers objet et image (confondus) : Un rayon parallèle à l'axe optique est réfléchi par le miroir et passe par les foyers (FC=FS)
III/Objets et images :
a)Définitions :
* A' est l'image de A si tous les rayons qui passent par A passent aussi (ou semblent passer) par A' lorsqu'ils sortent du système optique .
* A' est un point image réel , si tous les rayons qui sortent du système optique passent réellement par A' .
*A' est un point image virtuel si certains rayons qui sortent du système optique sont virtuels , c'est à dire qu'ils ne passent pas réellement par A' , mais seuls leurs prolongements passent par A' .
b)Construction de l'image d'un objet par une lentille convergente
On construit en fait l'image B' du point objet B . On en déduit l'image A'B' de l'objet AB
f= OF' : distance focale
relation de conjuguaison :
grandissement :
g < 0 : image renversée
g>0 : image directe
vergence : 
en dioptries , la distance focale
étant exprimée en mètres
c)Construction de l'image d'un objet par un miroir sphérique :
f = R/2 (R : rayon de courbure du miroir)
d)Conditions de Gauss :
Si les rayons lumineux sont fortement inclinés par rapport à l'axe optique on obtient de "mauvaises " images . Les images sont généralement correcte lorsque les conditions de Gauss sont satisfaites :
1-système optique diaphragmé .
2-objet petit et situé au voisinage de l'axe optique
IV/Constructions d'images :
On suppose que la lumière se propage de gauche à droite
a)lentilles convergentes :
* l'objet est situé à gauche du foyer objet
* l'objet est situé entre le foyer objet et le centre optique
* l'objet est situé au foyer objet
* l'objet est situé à droite de la lentille .
b)miroirs sphériques :
*Objet situé à gauche de F
* objet situé entre F et S
* point objet situé à l'infini à gauche de F
V/Logiciels d'aide :
a)logiciel d'optique :
1-lentille /lentille convergente : marche d'un rayon
lentille /lentille convergente : image d'un objet
lentille /lentille convergente : foyers secondaires
2-miroir sphérique/construction des rayons
miroir sphérique/image d'un objet dans un miroir concave
miroir sphérique/image d'un objet dans un miroir convexe
b)Sur internet :
1-Lentilles minces :
2-Miroirs sphériques:
CORRECTION :
IV-a-1 : l'objet est situé à gauche du foyer objet
IV-a-2 : l'objet est situé entre le centre optique et le foyer objet :
IV-a-3 : le foyer est situé au foyer objet :
IV-a-4 : l'objet est situé à droite de la lentille :
L'objet AB est virtuel , l'image A'B' est réelle
IV-b-1 : Objet situé à gauche de F
IV-b-2 : Objet situé entre F et S
objet réel , image virtuelle .
IV-b-3 : Objet situé à l'infini à gauche de F
Le point objet A est supposé être sur l'axe optique à l'infini : l'objet envoie alors des rayons parallèles à l'axe optique :
Le foyer image F' est l'image d'un point A situé à l'infini sur l'axe optique .
Remarques complémentaires :
* L'image d'un point objet A situé à l'infini (à gauche de la lentille) sur l'axe optique d'une lentille convergente est le foyer principal image .
* L'image d'un point objet A situé à l'infini en dehors de l'axe optique(à gauche de la lentille) d'une lentille convergente est un foyer secondaire image .
