miroir sphérique - lagouge@ecole

TS
Enseignement de spécialité
MIROIR SPHÉRIQUE
But
Étudier les caractéristiques d’un miroir concave sphérique.
1- Caractéristiques d’un miroir sphérique
1.1- Trajet d’un rayon lumineux
Le miroir est une calotte sphérique de centre C.
L'axe optique principal est l'axe de symétrie de cette
calotte sphérique.
Le point d'intersection entre le miroir et l'axe
optique principal est le sommet S du miroir.
Le rayon de courbure R du miroir est CS.
On considère un rayon incident. Il est réfléchi en M
par le miroir.
Pour la construction du rayon réfléchi, la surface de
réflexion est assimilable au plan tangent à la sphère
au point M, la "normale" est le rayon CM.
http://www.up.univ-mrs.fr/~laugierj/CabriJava/0pjava29.html
http://www.ac-grenoble.fr/phychim/confjjma/refl.htm
http://perso.orange.fr/phleroux/miroir1.htm
1.2- Foyer et distance focale d’un miroir sphérique
Considérons les rayons incidents parallèles à l'axe
principal.
Les rayons réfléchis correspondant convergent en un
point appelé foyer.
- le foyer sur l'axe principal est noté F. C'est le
foyer principal image du miroir, car c'est
l'image du point objet situé à l'infini sur l'axe
principal,
- c'est aussi le foyer principal objet (un objet ponctuel placé en point aura une image située à
l'infini)
- dans le cas d'un miroir sphérique F et F' sont confondus (on note F simplement).
- http://www.up.univ-mrs.fr/~laugierj/CabriJava/0pjava29.html
Position du foyer du miroir sphérique : Le foyer est au milieu de CS
R
La distance focale du miroir sphérique: f = CF = FS =
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1.3- Représentation schématique d’un miroir concave
1.4- Propriétés de rayons particuliers
Rayon incident
Rayon réfléchi
Parallèle à l'axe optique principal
Passe par F
Passe par C
Sur lui-même
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Passant par F
Parallèle à l'axe principal
1.5- Stigmatisme approché
Lorsqu’à travers un instrument d’optique, tous les rayons lumineux issus d’un point A passent
rigoureusement ou sensiblement par un même point A’, on dit que l’instrument donne de l’objet A une
image nette A’ ou que l’instrument est stigmatique. Il peut être rigoureux ou approché.
L’image du point C est lui-même, il y a stigmatisme rigoureux du miroir sphérique pour le point C.
Il n’en est pas de même pour les autres points.
 Consultez le site : http://perso.orange.fr/phleroux/miroir2.htm
 Identifiez les conditions pour qu’il y ait stigmatisme approché.
2- Tracés de l’image d’un objet plan donnée par un miroir sphérique
L’image d’un objet AB perpendiculaire à l’axe optique principal, A étant sur cet axe.
Principe du tracé de l’image
2.1- Image d’un objet situé entre l’infini et F
Ex.1 : Miroir sphérique de rayon R = 48 cm. Objet AB de 2 cm de hauteur à 120 cm de S.
2.2- Image d’un objet situé entre F et S
Ex.2 : Miroir de distance focale 24 cm. Objet AB de 2 cm de hauteur à 12 cm de S.
2.3- Image d’un objet situé à l’infini
Ex.3 : Miroir de distance focale 50 cm. Objet AB à l’infini.
Complément : site à consulter
http://www.sciences.univ-nantes.fr/physique/perso/cortial/bibliohtml/mirsph.html
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