Aberrations chromatiques et géométriques

Sciences BMA Ébénisterie
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Ch. 5. Aberrations chromatiques et géométriques
Résumé
5. Aberrations chromatiques et
géométriques
Exercices
1. Observation d'aberrations chromatiques
Matériel
Schéma du montage
Lentille
Banc d'optique constitué de :
Écran
Source
- source lumineuse 12 V 50 W
A
O
A'
- support mobile avec lentille
convergente de focale 50 mm
où la partie centrale est
Compte rendu de l'expérience :
cachée par un disque noir de
Ø 40 mm, pour une lentille de Image obtenue :
Ø 50 mm.
- support écran mobile
Observer les bords de l'image
obtenue sur l'écran
En optique géométrique, l'aberration chromatique désigne une
aberration optique qui produit une image floue et aux contours irisés.
La cause de cette aberration est généralement la variation de l'indice de
réfraction du matériau composant les lentilles en fonction de la longueur
d'onde de la lumière qui les traverse. Il en résulte une distance focale
variable, de sorte que la mise au point ne peut être effectuée
simultanément pour toutes les couleurs du spectre. Si, par exemple, la
mise au point est effectuée pour le rouge, le bleu est alors flou : l'image
d'un objet blanc présente alors sur ses bords une irisation bleutée.
En photographie et en astronomie, l'aberration chromatique est un
problème récurrent qui se résout de différentes manières :
•
•
•
•
ajout d'un filtre laissant passer une bande spectrale étroite ;
utilisation préférentielle de miroirs (télescope) qui ne présentent
pas d'aberration chromatique (mais une aberration de sphéricité
ou des aberrations de champ) ;
utilisation de verre optique de grande qualité, permettant de
réduire la variation de l'indice de réfraction sur le spectre
visible.
Utiliser un simple pare-soleil sur votre objectif, de façon à
empêcher les rayons parasites de gâcher l'image.
L'œil peut également présenter des aberrations chromatiques qui sont
détectées chez l'ophtalmologiste par un test de vision avec plusieurs
filtres colorés.
Exemple d'aberration chromatique
F'b F'r
Principe de l'aberration chromatique
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Le vignettage :
On observe un obscurcissement des bords ou des angles de l'image et la
transition entre la partie centrale et les bords (assombris) est
progressive.
2. Observation d'aberrations géométriques
Matériel
Schéma du montage
Banc d'optique constitué de :
- source lumineuse 12 V 50 W
- objet : diapo muni d'un quadrillage transparent posé
sur la source
- lentilles convergentes de différentes focales
- support écran mobile
Source
Lentille
A
O
Exemples d'images obtenues :
focale 200 mm
focale 100 mm
L'aberration sphérique est le défaut optique dû au fait que les rayons
lumineux qui passent par les bords de la lentille d'un objectif ne
convergent pas sur le même plan que les rayons passant par le centre. Dans
ce cas, l'image ne peut pas être nette en même temps au centre et sur les
bords.
Distorsion en barillet :
L'objectif produit une image plus grande de la partie centrale du sujet. En
conséquence, les lignes droites du sujet sont incurvées vers l'extérieur.
Distorsion en croissant ou en coussinet :
L'objectif produit une image plus petite de la partie centrale du sujet. En
conséquence, les lignes droites du sujet sont incurvées vers l'intérieur.
focale 50 mm
Écran
A'
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A retenir
Début
Exercices
1. L'aberration chromatique désigne une aberration optique qui produit une image floue et aux
contours irisés.
Le vignettage : on observe une image où la densité lumineuse s'atténue quand on s'éloigne du
centre de l'image
2. L'aberration sphérique est le défaut optique dû au fait que les rayons lumineux qui passent par
les bords de la lentille d'un objectif ne convergent pas sur le même plan que les rayons passant
par le centre. Cela se traduit par des déformations de l'image :
- netteté des contours différente au centre et au bord de l'image
- distorsion en barillet,
- distorsion en coussinet.
Exercices
Début
Exercice : Pour enrichir, consulter le site WEB :
http://www.linternaute.com/photo_numerique/dossier/aberrations/index.shtml
SOMMAIRE
Les aberrations géométriques :
● La distorsion en barillet ou en coussinet
● Les aberrations sphériques
● La coma
● L'astigmatisme
Les aberrations chromatiques :
● Le vignettage
● Le flare
● Le moiré
● Le blooming et le smear
Les aberrations liées à la numérisation des images :
● Le bruit
● La compression
Résumé