Optique géométrique

Optique géométrique
Qu’est-ce que la lumière ?

Un flux de particules

Une onde

Dualité onde-particule
(physique quantique)
Le spectre électromagnétique
Optique Géométrique


Le comportement de la lumière est décrite
par la théorie de Maxwell (Onde)
En général, la propagation de la lumière
peut aussi se décrire en terme de rayons
Optique géométrique
Propagation de la lumière
Réflexion

La lumière est absorbée et réfléchie
grosseur des aspérités  
Réflexion spéculaire
grosseur des aspérités  
Réflexion diffuse
Exemple de Réflexions
  grosseur des aspérités
  grosseur des aspérités
Réflexion spéculaire
Réflexion diffuse
Réflexion spéculaire
Loi de la réflexion
i  i '
i
i '
Réfraction
Réfraction

Déf: La déviation des rayons traversant la
surface de séparation de deux milieux
c
n
v
n1 sin 1  n2 sin 2
Analogie des soldats pour expliquer
la réfraction
Illustration du phénomène par le
principe d’Huygens
“Chacun des points d’un front
d’onde agit comme une source de
petites ondes secondaires. À
l’instant ultérieur, l’enveloppe
extérieure des petites ondes
forme le nouveau front d’onde.”
Mirage
Mirage
Réflexion totale interne
ni sin  C  nr sin 90
nr
sin  C 
ni
o
Réflexion totale interne
  c
  c
  c
Fibre optique
Réflexion totale interne
Dispersion
c
n
v
Dispersion
Dispersion
Spectroscopie
Lire les exemples 4.6 et 4.7
Spectres
Spectres
Formation des images
Miroir plan
q
Miroirs sphériques
Miroirs sphériques
Miroirs sphériques
Aberration de sphéricité
Rayons principaux



Rayons parallèles à l ’axe optique se dirigent
vers le foyer
Rayons passant par le foyer réfléchis
parallèlement à l ’axe optique
Rayons passant par le centre de courbure
réfléchis sur eux-mêmes
Miroir concave

Objet au-delà du foyer
I: image réelle, inversée, plus petite (si l’objet est au-delà de C) ou
plus grande (si l’objet est entre C et F) que l’objet

Objet entre le sommet et le foyer
I: image virtuelle, droite, plus grande que l’objet
Miroir convexe

Image virtuelle et droite pour toute position de l’objet:
Objet plus éloigné: image se rapproche du foyer
et devient plus petite
Miroir convexe
Équation des miroirs sphériques
p
q
1 1 1 2
  
p q f R
Convention de signes (miroirs sphériques)





Côté réel: côté où le rayon se dirige après
réflexion dans le miroir
Image du côté réel
q positif
Image du côté virtuel
q négatif
Objet réel
p positif
Objet virtuel
p négatif
Centre du côté réel
R positif
Centre du côté virtuel
R négatif
Foyer du côté réel
f positif
Foyer du côté virtuel
f négatif
Formation des images

Objet:
– Réel : faisceaux divergents
– Virtuel: faisceaux convergents

Image:
– Réelle : faisceaux convergents
– Virtuelle: faisceaux divergents
(rayons ne passent pas vraiment par ce point)
Grandissement

Grandissement latéral m
h'
m
h
h h
tan   
p q
q
m  0 :
m

p
m  0 :
q
p
h
q

h
p
image droite
image inversée