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Le foyer principal objet est le point objet sur l’axe principal dont l’image est rejetée à l’infini. On le note
.
Tous les rayons passant par
ressortent parallèles à l’axe optique.
On définit la distance focale image :
et la distance focale objet :
. D’après ce qui
Plans focaux et foyers secondaires : Les foyers secondaires images sont les points de convergence des rayons
incidents parallèles entre eux. Tous les rayons incidents passant par un foyer secondaire objet ressortent parallèles
entre eux. Les foyers secondaires (images et objets) sont dans le plan perpendiculaire à l’axe optique qui contient le
foyer principal : on parle de plan focal image ou objet.
II. Les conditions d’observation d’une image
1. Stigmatisme
Définition :Un système optique est dit rigoureusement stigmatique pour le couple de points
conjugués A et A’ si tous les rayons issus du point objet A passent, après la traversée du
système, par le point image A’.
Propriétés :
Aplanétisme : propriété de conservation de stigmatisme dans un plan perpendiculaire à l’axe optique.
Stigmatisme le long de l’axe
Pour avoir le stigmatisme rigoureux dans l’espace, il faut que les deux conditions précédentes soient vérifiées simultanément .
Exemples :Le miroir plan, le dioptre plan (contre exemple)
Remarque : Le stigmatisme rigoureux est très rarement réalisé (miroir plan) mais n’est nullement nécessaire en pratique. En effet le point
image est destiné à être vu soit par l’œil, soit par un récepteur optique (capteur CCD : Dispositif à transfert de charge (Charge Coupled
Device) pour les caméscopes …) qui ne sont pas des points mais des objets de taille finie. Ce ne sont pas des systèmes optiques parfaits, ils
voient comme un point toute tache de lumière de taille inférieure à la dimension des récepteurs.
Nous allons définir des conditions de stigmatisme approché.
2. Conditions de l’approximation de Gauss
Ce sont des conditions permettant d’obtenir des images de bonne qualité au moyen de systèmes optiques centrés :
L’objet doit être plan, perpendiculaire à l’axe et de petites dimensions
L’objet ne doit envoyer sur le système optique que des rayons paraxiaux, c’est à dire faiblement inclinés par rapport à
l’axe optique et voisins de cet axe.
Dans ces conditions, l’image obtenue est de bonne qualité, plane et perpendiculaire à l’axe optique. Il y a alors un stigmatisme transverse
approché.
Remarques :
Un diaphragme peut permettre d’accéder à ces conditions mais il faut se méfier de la luminosité qui peut devenir
insuffisante et de la diffraction qui peut apparaître si le diaphragme est trop petit.
Se rajoute des problèmes de dispersion que entrainent des abbérations chromatiques (voir TP)