optioue

COURS DE PHYSIQUE
OPTIOUE
par
Andre MOUSSA
Professeur ä la Faculte des Sciences
de Grenoble
Paul PONSONNET
Professeur agrege au Lycee du Pare
de Lyon
53 / 54, quai Pierre-Seize - LYON

TABLE DES MATIERES
Les nombres en caracteres gras indiquent les numeros des paragraphes.
Les nombres en romain indiquent les numeros des pages.
PREMIERE PARTIE.
FORMATION DES IMAGES DANS LES SYSTEMES OPTIQUES
Chapitre I. —• Generalites. Principes fondamentaux. Lois de Descartes.
1. Generalites 13
2. Vitesse de propagation. Longueur d'onde 13
3. Optique geometrique 14
4. Propagation rectiligne. Rayons et faisceaux lumineux 14
5. Independance des rayons lumineux 15
6. Limite de validite des principes precedents 16
7. Passage de la lumiere d'un milieu dans un autre 16
8. Lois de Descartes 17
9. Principe du retour inverse 18
10. Verification experimental 18
11. Indices relatifs et indices absolus. Forme symetrique de la loi de
Descartes 19
12. Signification physique de l'indice. Dispersion 20
13. Conclusion. 21
Resume 21
Chapitre II. — Systemes optiques. Images. Stigmatisme. Realite et vlrtualite.
1. Systemes optiques 23
2. Image d'un point lumineux. Stigmatisme 23
3. Stigmatisme approche 24
4. Images reelles et virtuelles 24
5. Objets reels et virtuels 25
6. Espaces objet et image. Espaces conjugues 26
7. Cas des systemes catadioptriques 27
Resume 28
Chapitre III. — Miroirs plans.
1. Miroir plan. Definition. Stigmatisme 29
2. Point objet virtuel 30
3. Objet etendu 30
4. Rotation d'un miroir plan 30
5. Methode de Poggendorff pour la mesure des angles 31
6. Associations de miroirs plans 32
7. Cas de deux miroirs 32

466 TABLE DES MATIERES
8. Miroirs rectangulaires 33
9. Triedre trirectangle de miroirs 34
10. Pouvoir reflecteur j 35
11. Realisation pratique des miroirs 36
Resume 36
Chapitre IV. — Miroirs spheriques.
1. Definition 37
2. Stigmatisme. Etude geometrique directe 37
3. Stigmatisme rigoureux 38
4. Stigmatisme approche 39
5. Realisation pratique du stigmatisme approche. Zone de stigmatisme
approche d'un miroir de faible Ouvertüre 40
6. Image d'un objet plan perpendiculaire к Taxe principal 42
7. Approximation de Gauss 43
8. Miroirs concaves et convexes 44
9. Foyers. Plans focaux 44
10. Constructions geometriques. Remarques generales 45
11. Constructions dans le miroir spherique 46
12. Relations de conjugaison 48
13. Grandissement axial 49
14. Discussion des formules. Positions correspondantes des objets et
images 50
15. Champ d'un'miroir pour une position donnee de Г ceil 53
16. Emploi d'un miroir concave dans la methode de Poggendorff 54
Resume 54
Exercices, se'rie A 56
Chapitre V. — Refraction. Dioptre plan. Lame ä faces paralleles.
A. GENERALITES.
1. Discussion de la loi de Descartes relative ä la refraction 59
2. Construction du rayon refracte 61
B. DIOPTRE PLAN.
3. Definition. Stigmatisme 61
4. Stigmatisme approche 62
5. Image d'un objet plan perpendiculaire а Гахе 63
6. Approximation de Gauss 63
7. Relation de conjugaison. Grandissement axial. Objet ä trois di-
mensions 64
C. LAME A FACES PARALLELES.
8. Definition. Marche d'un rayon 64
9. Stigmatisme 65
10. Relation de conjugaison 66
11. Dioptre equivalent 66
D. ASSOCIATIONS DE DIOPTRES PLANS ET DE MIROIRS PLANS.
12. Lame ä faces paralleles argentee, ou miroir к argenture posterieure. 67
13. Prisme к reflexion totale 69
14. Prisme ä double reflexion totale 70
Resume 71

TABLE DES MATIERES 467
Chapitre VI. — Prisme.
1. Definitions 73
2. Marche d'un rayon. Formules 73
3. Conditions d'emergence 75
4. Etude de la deviation 77
5. Verifications experimentales 81
6. Applications 83
7. Stigmatisme du prisme 83
8. Image d'un objet tres eloigne 84
9. Exercice. Rotation d'un prisme 85
Resume 87
Chapitre VII. — Dioptre spherique.
1. Definition. Importance pratique 8g
2. Invariant fundamental 89
3. Stigmatisme rigoureux 90
4. Stigmatisme approche 92
5. Approximation de Gauss •. 94
6. Foyers. Plans focaux 95
7. Positions des foyers. Convergence 96
8. Constructions geometriques 98
9. Formules de conjugaison 99
10. Relation de Lagrange-Helmholtz 101
11. Grandissement axial 104
12. Discussion des formules 105
Resume 107
Exercices, sirie В iog
Chapitre VIII. — Systemes centres dioptriques.
A. GENERALITIES SUR LES SYSTEMES CENTRES.
1. Definitions 112
2. Approximation de Gauss 112
3. Proprietes generates des systemes centres dans Г approximation de
Gauss 113
4. Foyers et plans focaux. Classification des systemes centres 115
B. SYSTEMES DIOPTRIQUES A FOYERS.
5. Plans principaux 116
6. Distances focales 117
7. Rapport des distances focales. Systemes convergents et divergents. 119
8. Constructions geometriques. 121
9. Formules de conjugaison 122
10. Plans antiprincipaux 123
11. Points nodaux et antinodaux 124
12. Elements cardinaux d'un Systeme centre 126
13. Cas particuliers 126
С SYSTEMES DIOPTRIQUES AFOCAUX.
14. Definition et proprietes 127
15. Cas particuliers 129
Resume 129

468 TABLE DES MATIERES
Chapitre IX. — Associations de systemes centres.
1. Association de deux systemes centres dioptriques. 132
2. Association d'un Systeme centre et d'un miroir. Systeme cata-
dioptrique 135
3. Equivalence к un miroir spherique unique 135
4. Recherche des elements du miroir equivalent 136
5. Systemes catadioptriques afocaux 137
Resume 139
Chapitre X. — Lentilles epaisses.
1. Generalites 140
2. Elements cardinaux d'une lentille epaisse 141
8. Centre optique 142
4. Position du centre optique par rapport aux faces de la lentille 143
5. Points nodaux et principaux deduits du centre optique 144
Resume 144
Chapitre XI. — Lentilles minces.
1. Generalites. Condition de « minceur » d'une lentille 145
2. Centre optique. Points nodaux et principaux 145
3. Foyers. Plans focaux. Distance focale 146
4. Convergence d'une lentille mince 147
5. Constructions geometriques 148
6. Formules de conjugaison 150
7. Rapport de convergence et grandissement axial 151
8. Discussion des formules 151
9. Cas particuliers 152
10. Doublets 153
11. Doublet accole. Theoreme des convergences 153
12. Doublet non accole 154
Resume : 155
Chapitre XII. — Calcul pratique des elements cardinaux d'un Systeme centre.
1. Introduction 157
A. SYSTEMES DIOPTRIQUES DISSYMETRIQUES.
2. Methode algebrique par association 157
3. Methode analytique par emploi des relations de conjugaison 158
4. Methode geometrique 158
5. Exemple. Doublet 3, 2, 1 159
6. Exemple. Lentille epaisse ä milieux extremes differents 161
B. SYSTEMES DIOPTRIQUES SYMETRIQUES.
7. Methode speciale aux systemes symetriques 163
8. Exemple. Doublet 3, 2, 3 163
9. Exemple. Lentille-boule 164
C. SYSTEMES DIOPTRIQUES AFOCAUX.
10. Exemple. Doublet afocal 167
D. SYSTEMES CATADIOPTRIQUES.
11. Exemple. Lentille epaisse argentee 168