Lunette astronomique

Histoire de l’optique
Optique géométrique (version historique)
2005-2006
1. Propagation rectiligne de la lumière (Euclide, ~300 av. J.-C. - ~260av. J.-C.)
• Durée : environ 1h00 en classe
• Construction d’une boîte à faisceaux
2. Loi de la réflexion (Euclide, ~300 av. J.-C. - ~260av. J.-C.)
• Durée : environ 1h30 au laboratoire
• Mesure des angles d’incidence et de réflexion pour trois positions du miroir
3. Loi de la réfraction (Ptolémée, ~90 - ~168 : tables numériques sur la réfraction;
Descartes, 1637 : loi de la réfraction)
• Durée : environ 1h30 au laboratoire
• Démonstration : comparaison entre l’indice de réfraction du verre et celui de l’eau
• Mesure de la longueur focale d’une lentille convergente et d’une lentille divergente
• Identification de lentilles convergentes et divergentes
4. Fabrication d’une lunette (Galilée, 1609) et théorie des lentilles (Kepler, 1611)
• Durée : environ 2h00 au laboratoire
• Fabrication d’une lunette avec deux lentilles

Histoire de l’optique – Géométrie optique d’Euclide à Descartes
1. Propagation rectiligne de la lumière
(Euclide, ~300 av. J.-C. - ~260 V. J.-C.)
Problème
Vous devez démontrer que la lumière se propage de façon rectiligne en fabriquant une boîte
capable de produire des rayons lumineux rectilignes et parallèles (boîte à faisceaux).
Contraintes à respecter
1. La boîte à faisceaux est construite en équipe de deux.
2. Matériel permis pour construire la boîte :
• une boîte de carton (assez longue mais idéalement pas trop haute);
• une lampe de poche (idéalement halogène et puissante);
• des ciseaux, papier collant et colle;
• une carte de fente construite en carton mince, mais qui ne plie pas (exemple : carton
mince d’une boîte à chaussures ou d’une boîte de céréales, sinon coller au moins deux
feuilles de papier construction).
3. La boîte doit avoir entre 3 et 5 fentes (idéalement 4).
4. Le but est que les rayons lumineux soient les plus parallèles, les plus fins et les plus clairs
possible. Si les fentes sont trop minces, les rayons se dédoublent. Si les fentes sont trop
larges, les rayons lumineux seront aussi trop larges.

Nom : ________________________
Histoire de l’optique – Géométrie optique d’Euclide à Descartes
2. Loi de la réflexion
(Euclide, ~300 av. J.-C. - ~260 V. J.-C.)
Problème
Qu’arrivera-t-il au rayon lumineux du schéma ci-bas ?
Miroir
Rayon lumineux
Angle 1
Angle 2
Contraintes à respecter
Votre réponse doit être solidement appuyée :
1. formuler une hypothèse vérifiable expérimentalement;
2. élaborer une démarche expérimentale pour vérifier votre hypothèse;
3. prendre au moins trois mesures pour vérifier votre hypothèse et présenter vos résultats
dans un tableau;
4. formuler la loi de la réflexion;
5. énoncer votre solution au problème de départ.

1. Hypothèse
(Exemples : L’angle 1 est toujours le double de l’angle 2. Angle 1 = Angle 2. Angle 1 > Angle 2.)
2. Protocole
3. Résultats
Angle 1 Angle 2
Mesure 1 (Exemple : 20o)
(Exemple : 20o)
Mesure 2 (Exemple : 50o)
(Exemple : 20o)
Mesure 3 (Exemple : 70o)
(Exemple : 20o)
Mesure 4 (Exemple : 70o)
(Exemple : 20o)

4. Conclusion (loi de la réflexion)
(À compléter seulement à la fin, lors du retour en groupe sur les résultats.)
5. Réponse au problème
Qu’arrivera-t-il au rayon lumineux incident du schéma ci-bas ?
Miroir
Rayon lumineux
Angle 1
Mesure