1ère année APP Optique cours de restructuration

1ère année APP Optique cours de restructuration
Comment faire la distinction entre image réelle et virtuelle ? -Pourrait-on parler des dioptres sphériques? et du stigmatisme? - Revoir les méthodes de détermination de la position et de la taille d'une image donnée par une lentille, ou un miroir sphérique (je pense particulièrement au cas du télescope dans l'exercice du poly) avec les notions de diamètre/rayon apparent, les différentes relations (newton, conjugaison). - Revoir les outils de caractérisation des systèmes optiques, vergence, grossissement, grandissement. - Une question enfin sur l'évaluation d'optique écrite. Est-il nécessaire d'avoir beaucoup de connaissances supplémentaires par rapport aux APP, ou est-ce que l'interrogation restera relativement "basique" ? 1ère année APP Optique cours de restructuration

Quels sont les rapports entre toutes les relations de conjugaison, que ce soit pour les miroirs, les dioptres sphériques ou les lentilles? Comment se fait il que le foyer image et le foyer objet pour un miroir soient confondus ? Pourriez vous nous faire une construction avec plusieurs dioptres, qui nous permettrait de faire l'image d'un objet réel par un dioptre qui donnerait une image virtuelle. Puis considérer cette image comme un objet virtuel et faire son image par le second dioptre ? Pourriez vous nous présenter un "exercice-type" d'optique pour savoir quel niveau et quelle maitrise on doit atteindre? 1ère année APP Optique cours de restructuration

F’2 F’ C2 A A’ F F2 Si on place un deuxième dioptre à droite du premier, A’ sera forcément un objet REEL pour ce dioptre 1ère année APP Optique cours de restructuration

Stigmatisme Conditions de Gauss Représentation d’une surface sphérique dans les conditions de Gauss Objets, images Miroirs sphériques Dioptres sphériques Lentilles minces Objet à l’infini 1ère année APP Optique cours de restructuration

STIGMATISME RIGOUREUX
Tous les rayons issus d’un point objet se coupent au même point appelé image Exemple : miroir plan, miroir parabolique pour un objet à l’infini ou au foyer A A’ A A’ 1ère année APP Optique cours de restructuration

MIROIR PARABOLIQUE Exemples Objet à l’infini : Antenne satellite Objet au foyer : phare de voiture 1ère année APP Optique cours de restructuration

STIGMATISME APPROCHE Les rayons issus du point objet A se coupent « presque » au même point. On obtient une tache que l’on peut considérer comme ponctuelle. A 1ère année APP Optique cours de restructuration Fin

CONDITIONS DE GAUSS Rayons paraxiaux : proches de l’axe et peu inclinés par rapport à l’axe Donc angles d’incidence petits sini#i #tani 1ère année APP Optique cours de restructuration

MIROIR SPHERIQUE 1ère année APP Optique cours de restructuration Fin

SURFACE SPHERIQUE DANS LES CONDITIONS DE GAUSS
Zone à utiliser pour être dans les conditions de Gauss 1ère année APP Optique cours de restructuration

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n’<n Exemple : dioptre sphérique 1ère année APP Optique cours de restructuration Fin

OBJETS IMAGES Objet réel Image réelle Objet réel Image virtuelle
Objet virtuel Image réelle 1ère année APP Optique cours de restructuration

OBJETS IMAGES S1 S2 S3 A A1 A2 A3 A : objet réel pour S1 A1 : image virtuelle pour S1, objet réel pour S2 A2 : image réelle pour S2, objet virtuel pour S3 A3 : image réelle pour S3 1ère année APP Optique cours de restructuration Fin

MIROIRS SPHERIQUES S F C C F S Convexe Concave Formule de conjugaison 1ère année APP Optique cours de restructuration

CONSTRUCTION GEOMETRIQUE POUR UN MIROIR SPHERIQUE CONVEXE
F C B B’ 1ère année APP Optique cours de restructuration

B1 B3 B3 B4 B5 A2 A4 A5 A1 F C 1ère année APP Optique cours de restructuration

B4 B3 B5 A2 A’1 A1 F C B’5 B’4 1ère année APP Optique cours de restructuration

B4 B3 B5 A’2 A2 A1 F C 1ère année APP Optique cours de restructuration

B’3 B4 B3 B5 A’2 A2 A’1 A1 F C B’5 B’3 1ère année APP Optique cours de restructuration

B4 B3 B5 A2 A’1 A1 F C B’5 B’4 1ère année APP Optique cours de restructuration

B4 B3 B5 A2 A’1 A1 F C B’5 1ère année APP Optique cours de restructuration

B4 B3 B5 A’2 A2 A’1 A1 F C B’5 B’4 1ère année APP Optique cours de restructuration Fin

DIOPTRE SPHERIQUE Surface sphérique séparant deux milieux d’indices différents. C : centre de la sphère. S : sommet du dioptre Stigmatisme approché dans les conditions de Gauss n n’ S C 1ère année APP Optique cours de restructuration

REPRESENTATION DU DIOPTRE SPHERIQUE DANS L’APPROXIMATION DE GAUSS
C 1ère année APP Optique cours de restructuration

DIOPTRE SPHERIQUE Formule de conjugaison : Attention au sens de la lumière! n : 1er milieu, n’ : 2ème milieu Formule du grandissement : 1ère année APP Optique cours de restructuration

DIOPTRE SPHERIQUE Il existe d’autres formule de conjugaison : Origine aux foyers : formule de Newton Thales Origine au centre F S C F’ B A A’ B’ I J 1ère année APP Optique cours de restructuration

DIOPTRE SPHERIQUE Distances focales : Convergent : SF’>0 n’>n et SC>0 ou n’<n et SC<0 n n’ C S Un dioptre est convergent si C est dans le milieu d’indice le plus grand 1ère année APP Optique cours de restructuration

DIOPTRE SPHERIQUE Sens de la lumière F F’ C n = n1 n’= n2 (<n1) S A B A’ B’ Attention : grandissements inverses ! Sens de la lumière F’ F C n’= n1 n = n2 (<n1) S A B B’ A’ 1ère année APP Optique cours de restructuration

DIOPTRE SPHERIQUE F’1 A1 B1 F’2 n F2 C2 F1 C1 F’1 A A1 B B1 n n’ B’ F F’ B1 n n’ F2 C2 F’2 A1 A’ B’ 1ère année APP Optique cours de restructuration Fin

LENTILLES MINCES F’ F O Divergente F F’ O Convergente Formule de conjugaison : Grandissement : F O F ’ A B A’ B’ 1ère année APP Optique cours de restructuration

LENTILLE DIVERGENTE Sens de la lumière A2’ A1 A4 A1’ A4’ A2 A3 A3’ F’ O F 1ère année APP Optique cours de restructuration

CONSTRUCTION D’UN RAYON QUELCONQUE
F’ O F Convergente F’ F O Divergente 1ère année APP Optique cours de restructuration Fin

Relation de conjugaison
C S n n' A’ A I a’ i’ w i a Snell-Descartes : n . i = n’ . i’ On cherche w : w = a – i = a’ – i’ Donc n (a – w) = n’ (a’ – w) Finalement : 1ère année APP Optique cours de restructuration

Objet à l’infini B1 A Diamètre apparent B2 1ère année APP Optique cours de restructuration

Objet à l’infini Plan focal image B’1 B’2 a F’ Diamètre apparent 2a 1ère année APP Optique cours de restructuration Fin

CHOIX DE L’OBJECTIF 10m>>135mm Objet à 10m image au foyer image A’1 A’2 B’2 B’1 AB à l’infini F’1 F’2 Image à 10m objet au foyer objet A1 B’2 B1 à l’infini A2 B2 B’1 F1 F2 1ère année APP Optique cours de restructuration

Exercice r1 > i1 n' A’ A i1 C1 n n1 > n1’ : dioptre convergent 1ère année APP Optique cours de restructuration

Exercice n' A’ A i2 r2 < i2 C2 n n2 < n2’ : dioptre divergent 1ère année APP Optique cours de restructuration

Exercice Le centre peut-il être entre A et A’ ? n' A’ A C n IMPOSSIBLE ! 1ère année APP Optique cours de restructuration

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