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1ère année APP Optique cours de restructuration
-Comment faire la distinction entre image réelle et virtuelle ? Comment faire la distinction entre image réelle et virtuelle ?
-Pourrait-on parler des dioptres sphériques? et du stigmatisme? -Pourrait-on parler des dioptres sphériques? et du stigmatisme?
- Revoir les méthodes de détermination de la position et de la taille d'une - Revoir les méthodes de détermination de la position et de la taille d'une image donnée par une lentille, ou un miroir sphérique (je pense image donnée par une lentille, ou un miroir sphérique (je pense particulièrement au cas du télescope dans l'exercice du poly) avec les particulièrement au cas du télescope dans l'exercice du poly) avec les notions de diamètre/rayon apparent, les différentes relations (newton, notions de diamètre/rayon apparent, les différentes relations (newton, conjugaison).conjugaison).
- Revoir les outils de caractérisation des systèmes optiques, vergence, - Revoir les outils de caractérisation des systèmes optiques, vergence, grossissement, grandissement.grossissement, grandissement.
- Une question enfin sur l'évaluation d'optique écrite. Est-il nécessaire - Une question enfin sur l'évaluation d'optique écrite. Est-il nécessaire d'avoir beaucoup de connaissances supplémentaires par rapport aux APP, d'avoir beaucoup de connaissances supplémentaires par rapport aux APP, ou est-ce que l'interrogation restera relativement "basique" ?ou est-ce que l'interrogation restera relativement "basique" ?
1ère année APP Optique cours de restructuration
Quels sont les rapports entre toutes les relations de conjugaison, que ce soit pour les miroirs, les dioptres sphériques ou les lentilles?
Comment se fait il que le foyer image et le foyer objet pour un miroir soient confondus ?
Pourriez vous nous faire une construction avec plusieurs dioptres, qui nous permettrait de faire l'image d'un objet réel par un dioptre qui donnerait une image virtuelle. Puis considérer cette image comme un objet virtuel et faire son image par le second dioptre ?
Pourriez vous nous présenter un "exercice-type" d'optique pour savoir quel niveau et quelle maitrise on doit atteindre?
1ère année APP Optique cours de restructuration
F
F’
F2C2
F’2
A A’
Si on place un deuxième dioptre à droite du premier, A’ sera forcément un objet REEL pour ce dioptre
1ère année APP Optique cours de restructuration
StigmatismeConditions de GaussReprésentation d’une surface sphérique dan
s les conditions de GaussObjets, imagesMiroirs sphériquesDioptres sphériquesLentilles mincesObjet à l’infini
1ère année APP Optique cours de restructuration
STIGMATISME RIGOUREUXSTIGMATISME RIGOUREUX Tous les rayons issus d’un point objet se coupent au même point appelé
image
Exemple : miroir plan, miroir parabolique pour un objet à l’infini ou au foyerA A’
A A’
1ère année APP Optique cours de restructuration
Exemples
Objet à l’infini : Antenne satellite
Objet au foyer : phare de voiture
MIROIR PARABOLIQUE
1ère année APP Optique cours de restructuration
STIGMATISME APPROCHE
Les rayons issus du point objet A se coupent « presque » au même point. On obtient une tache que l’on peut considérer comme ponctuelle.
A
Fin
1ère année APP Optique cours de restructuration
CONDITIONS DE GAUSSCONDITIONS DE GAUSS
Rayons paraxiaux : proches de l’axe et peu inclinés par rapport à l’axe
Donc angles d’incidence petits sini#i #tani
1ère année APP Optique cours de restructuration
MIROIR SPHERIQUE
Fin
1ère année APP Optique cours de restructuration
C
Zone à utiliser pour être dans les conditions de Gauss
SURFACE SPHERIQUE DANS LES CONDITIONS DE GAUSS
1ère année APP Optique cours de restructuration
C
SURFACE SPHERIQUE DANS LES CONDITIONS DE GAUSS
1ère année APP Optique cours de restructuration
C
SURFACE SPHERIQUE DANS LES CONDITIONS DE GAUSS
1ère année APP Optique cours de restructuration
C
SURFACE SPHERIQUE DANS LES CONDITIONS DE GAUSS
1ère année APP Optique cours de restructuration
C
SURFACE SPHERIQUE DANS LES CONDITIONS DE GAUSS
1ère année APP Optique cours de restructuration
C
i’i
n
n’<n
SURFACE SPHERIQUE DANS LES CONDITIONS DE GAUSS
Exemple : dioptre sphérique
Fin
1ère année APP Optique cours de restructuration
A A’
OBJETS IMAGES
A A’
Objet réel Image virtuelleObjet réel Image réelle
A A’
Objet virtuel Image réelle
1ère année APP Optique cours de restructuration
A A1A2
A3
OBJETS IMAGES
S1 S2 S3
A : objet réel pour S1
A1 : image virtuelle pour S1, objet réel pour S2
A2 : image réelle pour S2, objet virtuel pour S3
A3 : image réelle pour S3
Fin
1ère année APP Optique cours de restructuration
MIROIRS SPHERIQUESMIROIRS SPHERIQUES
Formule de conjugaison
C F S
Concave
S F C
Convexe
SCSASA
21
'
1
1ère année APP Optique cours de restructuration
F C
B
B’
CONSTRUCTION GEOMETRIQUE POUR UN MIROIR SPHERIQUE CONVEXE
1ère année APP Optique cours de restructuration
F C
B
B’
CONSTRUCTION GEOMETRIQUE POUR UN MIROIR SPHERIQUE CONVEXE
1ère année APP Optique cours de restructuration
F CA1
B4 B5
A2
B3B3B1
A4 A5
CONSTRUCTION GEOMETRIQUE POUR UN MIROIR SPHERIQUE
CONVEXE
1ère année APP Optique cours de restructuration
F CA2A1A’1
B4
B’4
B5
B’5
B3
CONSTRUCTION GEOMETRIQUE POUR UN MIROIR SPHERIQUE
CONVEXE
1ère année APP Optique cours de restructuration
F CA2A’2A1
B4 B5B3
CONSTRUCTION GEOMETRIQUE POUR UN MIROIR SPHERIQUE
CONVEXE
1ère année APP Optique cours de restructuration
F CA2A’2A1A’1
B4
B’3
B5
B’5
B3
B’3
CONSTRUCTION GEOMETRIQUE POUR UN MIROIR SPHERIQUE
CONVEXE
1ère année APP Optique cours de restructuration
F CA2A1A’1
B4
B’4
B5
B’5
B3
CONSTRUCTION GEOMETRIQUE POUR UN MIROIR SPHERIQUE
CONVEXE
1ère année APP Optique cours de restructuration
F CA2A1A’1
B4 B5
B’5
B3
CONSTRUCTION GEOMETRIQUE POUR UN MIROIR SPHERIQUE
CONVEXE
1ère année APP Optique cours de restructuration
F CA2A’2A1A’1
B4
B’4
B5
B’5
B3
CONSTRUCTION GEOMETRIQUE POUR UN MIROIR SPHERIQUE
CONVEXE
Fin
1ère année APP Optique cours de restructuration
DIOPTRE SPHERIQUEDIOPTRE SPHERIQUE Surface sphérique séparant deux milieux d’indices
différents. C : centre de la sphère. S : sommet du dioptre Stigmatisme approché dans les conditions de Gauss
C S
n n’
1ère année APP Optique cours de restructuration
REPRESENTATION DU DIOPTRE SPHERIQUE DANS L’APPROXIMATION
DE GAUSS
C
1ère année APP Optique cours de restructuration
Formule de conjugaison :
DIOPTRE SPHERIQUEDIOPTRE SPHERIQUE
SC
nn
SA
n
SA
n
'
'
'
Attention au sens de la lumière!
n : 1er milieu, n’ : 2ème milieu
• Formule du grandissement :
TSA
SA
n
n
AB
BA '
'
''
1ère année APP Optique cours de restructuration
DIOPTRE SPHERIQUEDIOPTRE SPHERIQUEIl existe d’autres formule de conjugaison :
Origine aux foyers : formule de Newton
Thales
Origine au centre
F S C F’
B
A
A’
B’
I
J
' ' ' ffAFFA
1ère année APP Optique cours de restructuration
DIOPTRE SPHERIQUEDIOPTRE SPHERIQUE• Distances focales :
• Convergent : SF’>0
n’>n et SC>0 ou n’<n et SC<0
' fSCn'n'n
'SF
fSC'nn
nSF
C S
n n’
Un dioptre est convergent si C est dans le milieu d’indice le plus grand
1ère année APP Optique cours de restructuration
Sens de la lumière
F F’C
n = n1 n’= n2 (<n1)
S
F’ FC
n’= n1 n = n2 (<n1)
S
Sens de la lumière
DIOPTRE SPHERIQUEDIOPTRE SPHERIQUE
Attention : grandissements inverses !
A
BA’
B’
A
B
B’
A’
1ère année APP Optique cours de restructuration
DIOPTRE SPHERIQUEDIOPTRE SPHERIQUE
F1 C1
F’1
A
A1
B
B1
n n’
F
F’
B1
nn’
B1
F2C2
F’2
nn’
A1
F’1 A1
B1
F’2
n
F2C2 B’
A’
B’
Fin
1ère année APP Optique cours de restructuration
LENTILLES MINCES
F F’O
Convergente
F’ FO
Divergente
• Formule de conjugaison :
• Grandissement :
OFOFCSCS
nOAOA
1
'
111 1
1
'
1
2211
OA
OA
A
A '
B
' B'
F O
F ’
A
B
A’
B’
1ère année APP Optique cours de restructuration
F’ FA1
A1’A3’
A3A4
A4’
A2
A2’
Sens de la lumière
O
LENTILLE DIVERGENTELENTILLE DIVERGENTE
1ère année APP Optique cours de restructuration
CONSTRUCTION D’UN RAYON QUELCONQUE
FF’
O
Convergente
F’
FO
Divergente
Fin
1ère année APP Optique cours de restructuration
•Snell-Descartes : n . i = n’ . i’
•On cherche = – i = ’ – i’
Donc n ( – ) = n’ (’ – )
Finalement :
Relation de conjugaison
CS
n n'
A’A
I
’
i’
i
CS
h
SA
hn
CS
h
AS
hn
' '
SC
n'n
SA
n
'SA
'n
1ère année APP Optique cours de restructuration
Objet à l’infiniObjet à l’infini
B1
A
B2
Diamètre apparent
1ère année APP Optique cours de restructuration
Objet à l’infiniObjet à l’infini
Diamètre apparent 2
F’
Plan focal image
B’1
B’2
Fin
1ère année APP Optique cours de restructuration
CHOIX DE L’OBJECTIF
10m>>135mm
Objet à 10m image au foyer image
A’1 A’2
B’2
B’1
AB à l’infini
F’1 F’2
A1
B’2
B1
à l’infini
A2
B2
B’1
Image à 10m objet au foyer objet
F1F2
1ère année APP Optique cours de restructuration
ExerciceExercice
i1
r1 > i1
C1
n n'
A’ A
n1 > n1’ : dioptre convergent
1ère année APP Optique cours de restructuration
ExerciceExercice
C2
i2 r2 < i2
n n'
A’ A
n2 < n2’ : dioptre divergent
1ère année APP Optique cours de restructuration
ExerciceExercice
n n'
A’ A
IMPOSSIBLE !
C
Le centre peut-il être entre A et A’ ?
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