Notion d’objet, d’image, de stigmatisme et d’aplanétisme

Sources primaires et secondaires Les sources primaires  émission directe de lumière exemples: le soleil, une lampe , un laser Les sources secondaires  émission de lumière par diffusion exemples: la lune , le ciel, une table,…. Attention: Un miroir une lentille ou tout autre instrument n’est pas un objet: il ne diffuse pas la lumière.

Point objet réel Point image virtuelle Si on considère la bougie comme un objet ponctuelle, l’œil voit la bougie en B’ : Le faisceau lumineux provenant de la bougie est divergent  objet réel Le faisceau lumineux provenant de l’image est divergent  image virtuelle Pour le miroir plan, B’ est une image virtuelle à distance finie. On notera B ----miroir plan------ > B’

Point objet virtuel Point image réelle A est un objet réel Pour le miroir l’objet A est un objet virtuel à distance finie ( faisceau convergent au niveau du miroir Pour le miroir l’image A’ est une image réelle à distance finie ( faisceau convergent en A’) Image réelle  On peut former une image sur un écran A est un objet virtuel pour le miroir

Milieu incident Milieu émergent Espace dans lequel est situé un objet réel ( avant le système optique) Milieu émergent : Espace dans lequel est placé le récepteur de lumière ( image réelle) source écran Milieu incident émergent

objet - image réel - virtuel

Stigmatisme Aplanétisme Un système optique est dit stigmatique si tout faisceau issu d'un point lumineux donne à la sortie du système un faisceau convergeant en un point. Remarque : seul le miroir plan est stigmatique en tout point Aplanétisme Soit un système optique possédant un axe de symétrie appelé axe optique, il est dit aplanétique si pour tout petit objet AB plan et perpendicalaire à l’axe optique a une image plane et perpendiculaire à l’axe optique

Stigmatisme – Aplanétisme du miroir

Stigmatisme- Aplanétisme du miroir Le miroir parabolique est rigoureusement stigmatique pour deux points: le foyer F (objet et image) et le point à l’infini sur l’axe Si les rayons incidents sont peu inclinés par rapport à l’axe  les rayons réfléchis sont moins dispersés au voisinage de A’  stigmatisme approché Les rayons peu inclinés et peu écartés par rapport à l’axe optique sont dits paraxiaux. L’approximation consistant à ne s’intéresser qu’à ces rayons est l’approximation de Gauss

Stigmatisme- Aplanétisme du miroir Lame de verre Miroir sphérique Télescope de Schimdt: La faible déviation des rayons lumineux par la lame de verre d’épaisseur variable rend le système rigoureusement stigmatique même en dehors de l’axe optique. L’image d’un objet à l’infini se forme à la surface de la sphère focale S Le schimdt 1m20 de Calern (OCA)

Stigmatisme- Aplanétisme d’une lentille

Stigmatisme-Aplanétisme d’une lentille Pour un objet situé à une distance finie ou infinie, il y a stigmatisme approché et aplanétisme pour les rayons peu écartés et peu inclinés par rapport à l’axe optique.

Aberrations chromatiques L’indice du verre dépend de la longueur d’onde  la déviation d’un faisceau polychromatique dépendra de la couleur  irisation colorée de l’image

Système centré dans l’approximation de Gauss Un système est centré s’il admet une axe de symétrie de révolution. Cet axe de symétrie est l’axe optique du système centré. Un rayon arrivant suivant l’axe optique n’est pas dévié. Conditions de Gauss: Les rayons doivent être paraxiaux cad peu inclinés et peu écartés de l’axe optique. peu écarté  OH << R peu incliné  < qq degrés ou 0,1 radians Dans les conditions de Gauss, l’image d’un point par un système centré, est un point et conserve la propriété d’aplanétisme

Eléments d’un système optique Foyer image : Point à l’infini  F’:foyer image Plan focal image: Le plan perpendiculaire à l’axe optique passant par le foyer image F’ Foyer objet: F: foyer objet  point image à l’infini sur l’axe Plan focal objet: Le plan perpendiculaire à l’axe optique passant par le foyer objet F