Bilan Optique

PRODUIRE des IMAGES
Lentille convergentes
 rayons particuliers
 image d'un objet situé à une distance finie
 image d'un objet situé à l'infini
 relations de conjugaison et de grandissement
Miroir sphérique convergent
 rayons particuliers
Conditions de Gauss
Instruments Optique à 2 systèmes
 Microscope
 Lunette astronomique
 Télescope de Newton
Lentille Convergente
Marche des rayons particuliers
- centre optique
- parallèle à l'axe optique principal
- passant par le foyer objet
F
x
O
x
F'
Lentille Convergente
Marche des rayons non particuliers
plan focal image
F
x
O
x
F'
foyer secondaire
Lentille Convergente
Construction de l'image d'un objet
- situé à une distance finie
La lentille est un système stigmatique qui à 1 point objet fait correspondre 1
point image. Il suffit donc de prendre 2 rayons.
B
A
F
x
O
x
F'
A'
B'
Lentille Convergente
Construction de l'image d'un objet
- situé à l'infini
Un objet situé à l'infini donne une image située dans le plan focal image
B∞
Plan focal image
F
x
O
x
F'
Lentille Convergente
Position de l'image d'un objet
1  1  1
OA' OA OF'
Relation entre l'image et l'objet
OA > 0 : objet virtuel
OA < 0 : objet réel
OA' > 0 : image réelle
OA' < 0 : image virtuelle
Taille de l'image par rapport à l'objet
OA'  A'B' g
OA AB
g > 0 : image droite
g < 0 : image renversée
│g│>1 : image plus grande
│g│<1 : image plus petite
Miroir Sphérique Convergent
Marche des rayons particuliers
- centre optique
-passant par le foyer image
- parallèle à l'axe optique principal
x
C
F
x
F'
S
x
C
F
x
F'
S
Conditions de Gauss
Pour donner une image nette, un système optique doit être utilisé dans
les conditions de Gauss :
- les rayons sont peu inclinés par rapport à l'axe optique (diaphragme)
- les rayons frappent la lentille au voisinage de l'axe optique
MICROSCOPE
Le microscope se compose d' :
- un condenseur qui éclaire l'objet
- un objectif du côté de l'objet
- un oculaire du côté de l'œil
L'intervalle optique caractérise 1 microscope : l'oculaire et l'objet
sont fixes l'un par rapport à l'autre. D =F’1F2
La mise au point s'effectue en déplaçant l'objet par rapport à
l'ensemble
L'œil :
- n'accommode pas d'où une image finale à l'infini
- se place au maximum de lumière : cercle oculaire
Le cercle oculaire est l'image de la monture de l'objectif par
l'oculaire
Microscope
Formation de l’image
B1
A1
x
F1
q
O1
x
O2
F2
x
F'2
B'2
∞
oculaire
A'1
B'1
Objectif
x
F'1
G
D
4.f .f
'
'
1
2
C
Microscope
Le Cercle Oculaire
D'
O2
x
F'2
C'
D
Cercle oculaire
Microscope
Formation de l’image
B1
A1
x
q
O1
x
F1
F'1
A'1
x
O2
F2
B'1
Objectif
oculaire
B'2
∞
x
F'2
LUNETTE ASTRONOMIQUE
La lunette se compose d' :
- un objectif du côté de l'objet et de grande distance focale
- un oculaire du côté de l'œil et de petite distance focale
La mise au point s'effectue en déplaçant l'objectif par rapport à
l'oculaire
L'objet est à l'infini
L'oeil n'accommode pas d'où une image finale à l'infini
donc un système afocal
Lunette astronomique
Construction de l’image
B∞
x
F'1
O1
A'1
F'
x 1
F2
B'1
B'2∞
O2
x
F'2
Lunette astronomique
Diamètre apparent
B∞
x
q
F'1
O1
q
A'1
F'
x 1
F2
B'1
θ' f
G 
θ f
'
1
2
B'2∞
O2
q'
x
F'2
TELESCOPE de NEWTON
Le télescope de Newton se compose :
- un miroir sphérique de grande distance focale : objectif
- un miroir plan qui envoie la lumière (miroir secondaire)
- une lentille de courte distance focale utilisée en loupe : oculaire
Formation des images
L'objet AB est à l'infini
L’image A1B1 est dans le est dans le plan focal du miroir
L’image A2B2 est symétrique par rapport au miroir plan de A1B1
L'oeil n'accommode pas d'où une image finale à l‘infini et A2B2 dans le
plan focal objet de l’oculaire
donc un système afocal
AB
objectif
Miroir Concave
A1B1
Miroir Plan
A2B2
oculaire
Lentille (Loupe)
A'B'
Télescope de Newton
Construction de l’image
B'∞
B∞
Plan focal image
A1 F'1
x
x
B1
B2 x
F2
O
x
F'2
x
A2
Télescope de Newton
Grandissement
B'∞
Plan focal image
B∞
A1 F'1
x
q
x
B1
F2
x
A2
B2 x
q'
O
θ' f
G 
θ f
'
1
2
x
F'2