Performance et vitesse de traitement à trois tâches de mémoire chez

Chapitre 5
Lentilles et Instruments Optiques



Lentilles minces
Système de plusieurs lentilles
Oeil
Les lentilles

La position du foyer dépend de la forme
(rayon de courbure) du verre et du
matériau (indice de réfraction)
1 n2  n1  1 1 

  
f
n1  R1 R2 
Équation des opticiens
n1 : indice du milieu
n2 : indice du verre
Aberrations
Aberration chromatique
Aberration de sphéricité
Foyer image

Rayons de lumière parallèle à l ’axe optique se
dirigent vers le foyer image après avoir traversé
la lentille:
Lentille
convergente
Lentille
divergente
Foyer objet

Un objet réel au foyer objet d’une lentille convergente
produit un faisceau de lumière parallèle à l’axe
optique à la sortie:

Un objet virtuel au foyer objet d’une lentille
divergente produit un faisceau de lumière parallèle à
l’axe optique à la sortie:
Formation des images par une lentille
mince

Rayons principaux:
– Rayons parallèles à l’axe optique son déviés vers le
foyer image
– Rayons passant par le foyer objet deviennent parallèles
à l ’axe optique après réfraction
– Rayons passant par le centre de la lentille ne sont pas
déviés
Lentilles convergentes
Objet placé avant le foyer objet
Image virtuelle droite de dimension supérieure à
l’objet
Objet au-delà du foyer objet
Image réelle et inversée
Lentilles divergentes
Pour toute position de l’objet
Image virtuelle et droite
Formule des lentilles minces
1 1 1
 
p q f
Convention de signes (lentilles)




Côté réel: côté où le rayon se dirige après
réfraction
Image du côté réel
q positif
Image du côté virtuel
q négatif
Objet réel
p positif
Objet virtuel
p négatif
Foyer image du côté réel
Foyer image du côté virtuel
f positif
f négatif
Grandissement

Grandissement d’une lentille mince:
q
m
p
Association de lentilles minces



Image de la 1ière
Objet de la 2e
Grandissement total:
m  m1  m2  m3  ...
Lentilles accolées:
p1
1 1 1
 
p1 q2 f
q2
1 1 1
,avec
 
f
f1 f 2
La loupe
Le microscope
Le télescope
Le télescope
L’œil

Globe ~sphérique, de 28 mm de diamètre

Image d’un objet étendu est inversée dans l ’œil
Le cerveau réinterprète l ’image, donnant une
perception à l ’endroit
Les composantes de l’œil

La cornée: dioptre d ’entrée
courbure plus prononcée
P 45 dioptries
Les composantes de l’œil (suite)


L’humeur aqueuse
L’iris: diaphragme de diamètre variable
ouverture centrale: pupille (2 à 8 mm)
– La pupille permet d’ajuster la quantité de
lumière entrante (facteur 16)
– L ’œil peut s’ajuster à des changement
d ’intensité d’un facteur 100000
« Adaptation » (cerveau)
Les composantes de l’œil (suite)

Le cristallin: lentille de l ’œil (convergence
variable)
– Substance transparente inhomogène, plus dure au centre
et plus molle à l’extérieur
– Indice de réfraction décroît du centre jusqu’au bord:
n  1, 63  1,39
Les composantes de l’œil (suite)

Le cristallin (suite)
– retenu par des muscles qui se tendent et se relâchent
pour modifier sa courbure (et sa puissance)
– « accommodation »: possibilité de modifier la forme du
cristallin pour focaliser à diverses distances
– « pouvoir d’accommodation » : écart entre les puissances
maximale et minimale

Humeur vitrée: substance transparente
n  neau
Les composantes de l’œil (suite)

La rétine: « écran de projection » qui tapisse le
fond de l’œil:
Couche de cellules sensibles à la lumière:
• Cônes (~ 6000): perception des couleurs
nécessitent une bonne luminosité
vision de jour
• Bâtonnets (~100 000 000): 1 seul pigment
pas de couleur
fonctionnent en faible lumière
vision nocturne
Tache jaune (fovéa): région sensible de l’œil
Tache aveugle: nerf optique
Accommodation
Accommodation
Les verres correcteurs
Oeil myope
Oeil hypermétrope
Puissance d’une lentille mince

La lentille modifie la forme d’un front d’onde

Puissance: capacité d ’une lentille de modifier
un front d’onde:
Distance focale faible
1
P
f
Plus grande modification
de l’onde
Plus grande puissance
P  dioptries 