Optique géométrique.

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1 Optique géométrique

2 Qu’est-ce que la lumière ?
Un flux de particules Une onde Dualité onde-particule (physique quantique)

3 Le spectre électromagnétique

4 Optique Géométrique 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

5 Propagation de la lumière
La lumière se propage en ligne droite. On utilise les rayons pour décrire sa trajectoire.

6 Réflexion La lumière est absorbée et réfléchie Réflexion spéculaire
Réflexion diffuse

7 Exemple de Réflexions Réflexion spéculaire Réflexion diffuse

8 Réflexion spéculaire

9 Loi de la réflexion

10 Réfraction

11 Réfraction Déf: La déviation des rayons traversant la surface de séparation de deux milieux

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13 Analogie des soldats pour expliquer la réfraction

14 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.”

15 Mirage L’indice de réfraction de l’air chaud est plus petit que celui de l’air froid. n1 ‹ n2

16 Mirage

17 Réflexion totale interne

18 Réflexion totale interne
Remarquez l’arc-en-ciel à la surface À droite, rien ne sort du verre.

19 Fibre optique

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21 Réflexion totale interne
Si on regarde une lumière dans le fond de l’eau, on voit seulement un disque lumineux !

22 Dispersion

23 Dispersion

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25 Dispersion

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27 Spectroscopie Lire les exemples 4.6 et 4.7

28 Spectres 1- Lampe électrique 2- Lumière solaire 3- Oxyde d’aluminium
4- Fer

29 Spectres 1- Lampe au mercure à basse pression.
2- Lampe fluorescente. Cette lumière fluorescente vient des rayons ultraviolets lesquels viennent de la lampe au mercure. Spectre continu + discret. 3- Lampe au mercure à haute pression. Spectre continue.

30 Formation des images

31 Miroir plan q Lorsqu’on se regarde dans le miroir, on ne voit qu’une image de nous. Image virtuelle, droite et de même grandeur

32 Miroirs sphériques

33 Miroirs sphériques Discuter du centre de courbure (on trace avec un compas en partant de C). Le foyer est à la moitié de la distance entre le centre de courbure et le miroir.

34 Miroirs sphériques Aberration de sphéricité NON-PARAXIALE:
Les rayons sont loin de l’axe optique. Exemple de la tasse de café. À droite, on considère l’approximation paraxiale, i.e. les rayons qui frappent le miroir sont près de l’axe optique. Ils convergent vers le foyer. Aberration de sphéricité

35 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

36 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

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38 Miroir convexe Image virtuelle et droite pour toute position de l’objet: Objet plus éloigné: image se rapproche du foyer et devient plus petite

39 Miroir convexe

40 Équation des miroirs sphériques

41 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

42 Formation des images Objet: Image: Réel : faisceaux divergents
Virtuel: faisceaux convergents Image: Réelle : faisceaux convergents Virtuelle: faisceaux divergents (rayons ne passent pas vraiment par ce point)

43 Grandissement Grandissement latéral m q p