Cours d`Optique Instrumentale - Laboratoire de Physique des Lasers

Licence Physique/Chimie
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2007-2008
Sébastien Forget

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SOMMAIRE
C
CO OU UR RS S D D’ ’O OP PT TI IQ QU UE E I IN NS ST TR RU UM ME EN NT TA AL LE E 1
INTRODUCTION A L’OPTIQUE 5
I. INTRODUCTION 6
II. LA LUMIERE 6
II.1. LES SOURCES 6
II.2. LE SPECTRE ELECTROMAGNETIQUE 6
II.2.1. LA THEORIE CORPUSCULAIRE 7
II.2.2. LA THEORIE ONDULATOIRE 7
III. OPTIQUE GEOMETRIQUE 8
III.1. CADRE DE L’OPTIQUE GEOMETRIQUE 8
III.2. LE MIROIR PLAN 9
III.2.1. IMAGE VIRTUELLE 10
III.2.2. MIRAGE 11
III.3. LES LOIS DE SNELL-DESCARTES 11
III.3.1. REFLEXION ET REFRACTION D’UN RAYON LUMINEUX 11
III.3.2. PLAN D’INCIDENCE 11
III.3.3. LOIS DE LA REFLEXION 12
III.3.4. LOIS DE LA REFRACTION 12
III.3.5. REFLEXION TOTALE 12
III.3.6. RETOUR INVERSE DE LA LUMIERE 13
SEANCE N° 1 13
NOTIONS DE BASE - LENTILLES 13
I. NOTION D'OBJET ET D'IMAGE EN OPTIQUE GEOMETRIQUE 13
I.1. LE STENOPE (OU CHAMBRE NOIRE) 13
I.2. INSTRUMENT D’OPTIQUE (OU SYSTEME OPTIQUE) ET IMAGE 14
II. QUELQUES DEFINITIONS 16
III. INTRODUCTION AUX LENTILLES 17
III.1. DEFINITIONS 17
III.2. TYPES DE LENTILLES 18
SEANCE N° 2 20

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NOTIONS DE DISTANCE FOCALE - CONSTRUCTIONS 20
I. NOTION DE DISTANCE FOCALE 20
I.1. DEFINITION DU PLAN FOCAL IMAGE 21
I.2. DEFINITION DES FOYERS IMAGE ET OBJET 21
I.3. CONSTRUCTION 22
I.4. NOTION DE CHROMATISME 23
II. CONSTRUCTION D'UNE IMAGE 25
III. CAS DE LA LENTILLE DIVERGENTE 27
SEANCE N° 3 30
FORMULES DE CONJUGAISON 30
I. GRANDISSEMENT 30
II. FORMULES DE CONJUGAISON 32
SEANCE N° 4 33
L’ŒIL ET LES INSTRUMENTS VISUELS 33
I. PROPRIETES ET DEFAUTS DE L'ŒIL 33
I.1. RAPPELS SUR L’ŒIL 33
I.2. DEFAUTS DE L’ŒIL 34
II. GRANDEURS ET NOTIONS PROPRES AUX INSTRUMENTS VISUELS 34
II.1. NOTION DE DIAMETRE APPARENT 34
II.2. GRANDEURS RELATIVES AUX INSTRUMENTS D’OPTIQUE VISUELS 36
III. ETUDE DE LA LOUPE 37
IV. EXERCICE : CORRECTION D’UN ŒIL MYOPE 38
IV.1. PRINCIPE 38
IV.2. ETUDE DE CAS : CORRIGEONS UN ŒIL MYOPE 38
SEANCES N° 5 41
ASSOCIATION DE LENTILLES MINCES : LE MICROSCOPE ET LA LUNETTE
ASTRONOMIQUE 41

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I. OBSERVATION A DISTANCE FINIE : LE MICROSCOPE 41
I.1. PRINCIPE 41
I.2. CALCULS 42
II. OBSERVATION D'UN OBJET ELOIGNE : LA LUNETTE ASTRONOMIQUE 42
II.1. PRINCIPE 42
II.2. CALCULS 42
SEANCE N° 6 44
ETUDE D’UN TELESCOPE A MIROIRS 44
I. UN PEU D’ HISTOIRE 44
I.1. DESCRIPTION D'UN TELESCOPE 44
I.2. L'OBJECTIF 45
I.3. L'OCULAIRE 46
I.4. LA MONTURE 46
II. EXERCICE SUR LE TELESCOPE 48
SEANCE N° 7 51
LES FIBRES OPTIQUES 51
I. LES LOIS DE DESCARTES ET LA REFLEXION TOTALE 51
II. GUIDAGE DE LA LUMIERE PAR UNE FIBRE OPTIQUE MULTIMODE 53
III. PERTES DANS LES FIBRES OPTIQUES 53

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Séance n° 0
Introduction à l’optique