Chap 2 - Images données par un miroir sphérique convergent 1

Chap 2 - Images données par un miroir sphérique convergent
1 - Situer le chapitre
Les lentilles convergentes sont fondées sur la réfraction de la lumière.
Une lentille pour être stigmatique doit être utilisée dans les conditions de Gauss.
Les points remarquables d'une lentille sont son centre optique et des 2 foyers.
Le miroir sphérique convergent exploite la réflexion de la lumière.
Les notions d'objet, d'image, de réel et de virtuel définies au chapitre précédent sont transposables.
2 - Miroir plan et miroir sphérique
2.1 Miroir plan
Un miroir plan est un miroir dont la surface réfléchissante est plane.
Le miroir plan donne d'un objet une image symétrique par rapport au plan du miroir donc de même taille.
Illustrer par un schéma
2.2 Miroir sphérique
Un miroir sphérique est formé d'une portion de sphère (calotte sphérique) dont une face est
réfléchissante.
Le miroir est concave convergent si la face réfléchissante est à l'extérieur.
Le miroir est concave divergent si la face réfléchissante est à l'intérieur.
Le point C est le centre de la sphère et R le rayon de la sphère.
Le point S est le sommet du miroir et la droite (SC), l'axe optique.
3 - Propriétés d'un miroir sphérique convergent
3.1 Activités expérimentales
TP
Remarque : Bien indiquer le sens de propagation de la lumière sur le rayon pour permettre la distinction
rayon incident, rayon réfléchi.
3.2 Centre et sommet du miroir
Ÿ Tout rayon lumineux passant par le centre C se réfléchit sur lui-même
Ÿ Tout rayon incident venant frapper le miroir en son sommet est réfléchi symétriquement par rapport à
l'axe optique.
x
C
axe optique
x
S
x
C
x
S

3.3 Foyers et distance focale
Ÿ Tout rayon incident passant par le foyer objet F, donne un rayon réfléchi parallèle à l'axe optique.
Ÿ Tout rayon incident parallèle à l'axe optique donne un rayon réfléchi passant par le foyer image F'.
F et F' sont confondus et situées au milieu du segment [CS].
Ÿ La distance focale
4 - Détermination graphique de la position et de la taille de l'image
4.1 Principe de la construction
L'objet AB est plan et perpendiculaire à l'axe optique.
Pour construire l'image:
à il faut construire l'image du point B en traçant 2 rayons particuliers issus de B et B' est à
l'intersection de ces rayons.
à le point A' est sur l'axe optique tel que A'B' soit perpendiculaire à AB
4.2 Applications
Voir TP
5 - Les conditions d'utilisation
Pour qu'un miroir sphérique convergent donne une image de qualité, il faut l'utiliser dans les conditions
de Gauss
à Les rayons incidents sont peu inclinés par rapport à l'axe optique
à Les rayons incidents frappent le miroir au voisinage de son sommet.
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f' = F'S =
CSR
22
=