RAPPELS OPTIQUES PHYSIQUE PRESENTE PAR DR KAMANO MOUSSA KISSI SOUS LA SUPERVITION DE MR DOUGNON.A

Rappel de l’optique physique L’optique est l’étude de la lumière, de sa propagation et des phénomènes qui l’accompagnent.

Propagation de la lumière La lumière se propage dans le vide à la vitesse c = m/s et dans les milieux matériels transparents à une vitesse v caractéristique du milieu. En conséquence un milieu sera caractérisé par : - son indice absolu n : n = c/v - son indice relatif par rapport à un autre milieu : n 1/2 = n 1 /n 2 n 1 et n 2 sont les indices absolus des milieux en présence

Longueurs d’onde La lumière visible fait partie d’une grande famille de phénomène de même nature : ondes électromagnétiques. La lumière naturelle est donc une superposition d’onde électromagnétique de différentes longueurs d’onde (couleurs). Le tableau ci-après indique les correspondances entre les longueurs d’ondes dans le vide et les couleurs :

pectre électromagnétique longues courtes rayons gamma rayons X ultraviolets visible infrarouge radio+TV micro-ondes

HYPOTHESE FONDAMENTALE PROPAGATION DE LA LUMIERE 1. La lumière se propageant ici à partir d’une source A, nous disons que les rayons "divergent" ou encore que le faisceau est un "faisceau divergent". (Fig2) 2. Quand une source ponctuelle est à l'infini (comme l'est pratiquement une étoile, par exemple), les rayons qui en partent sont parallèles et les faisceaux qu'ils forment sont appelés "faisceaux parallèles", ou encore "faisceaux cylindriques". (Fig1)

3. A l'aide d'une lentille convergente (une loupe, par exemple), nous verrons qu'il est possible de changer les directions de rayons issus d'une source ponctuelle et de les faire concourir en un point S'. Un tel ensemble de rayons constitue un "faisceau convergent".

Rappels généralités optiques Figure 1 A B A Figure 2 Figure 3

Rappel Optique géométrique L’optique géométrique est une approximation qui suppose que la lumière se propage en ligne droite sous forme de rayons Les phénomènes étudiés: réflexion, réfraction et diffusion. Réflexion La réflexion de la lumière est un phénomène par lequel la lumière change de direction de propagation en rencontrant un système optique.

rayon incident rayon réfléchi normale miroir

Réfraction La réfraction est liée au changement de vitesse de la lumière lorsqu’elle entre dans une substance transparente. Selon loi de la réfraction: Selon loi de la réfraction: Soit une surface séparant deux milieux différents, un rayon incident, la normale perpendiculaire à la surface et partant du point où le rayon frappe la surface, un rayon réfléchi partant de ce même point de contact et un rayon réfracté partant lui aussi de même point:

n 1 et n 2 sont les indices de réfraction de chacun des milieux, et n 2 > n 1. L’indice de réfraction est une caractéristique de chaque milieu et est égal au rapport entre la vitesse de la lumière dans le vide (c) et celle dans ce milieu (v): n = c/v. Loi de Snell-Descartes:

Prismes Subjectivement, les choses sont un peu différentes. En plaçant l’œil devant le rayon lumineux, l’image nous semblera dévié vers le sommet. base sommet l’oeil voit le rayon comme s’il venait d’ici déviation apparente  L’angle de déviation apparente de l’image a la même grandeur que l’angle de déviation du rayon.

Systèmes optique Un système optique est constitue d’un ensemble de lentilles de miroirs et plus généralement de milieu transparents et homogènes sépares par des dioptries Lentilles Les lentilles sont des systèmes transparents associant deux dioptre sphériques ou plan Les lentilles minces sont formées de deux dioptres. Voici les principales lentilles minces convergentes (P > 0).

plan-convexe biconvexeéquiconvexe ménisque convergent Les lentilles convergentes sont plus épaisses au centre

Voici les principales lentilles minces divergentes (P < 0) plan-concave biconcave équiconcave ménisque divergent Les lentilles divergentes sont plus minces au centre.

Trois lois nous permettent de faire le tracé des rayons lumineux 1- Le rayon qui arrive parallèlement à l’axe, ressort de la lentille mince en passant par le foyer secondaire F’. 2- Le rayon qui arrive au sommet de la lentille, ressort de la lentille mince sans être dévié. 3- Le rayon qui arrive à la lentille mince en passant par le foyer primaire F, en ressort parallèlement à l’axe

Voilà comment on se sert des rayons principaux dans le cas d’une lentille mince convergente (P > 0). Voyons maintenant la lentille divergente (P < 0). F’ F

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