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Physique > 13 - Optique géométrique > Flashcards

13 - Optique géométrique Flashcards

1
Q

Une lentille est formée de deux ou plusieurs dioptres … ou … Elle est dite mince si les … de ces dioptres peuvent être confondus en un point unique O appelé …

A

Sphériques / plans / Sommet / Centre optique de la lentille

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Q

Symbole d’une lentille mince convergente

A
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Q

Symbole d’une lentille mince divergente

A
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4
Q

Stigmatisme : Un système optique est dit stigmatique si tout faisceau issu d’un point lumineux donne, à la sortie du système, un … en …

A

Faisceau convergent / un point

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5
Q

_Conditions de Gauss _Les rayons incidents issus de l’objet traversent le système optique avec un petit angle α par rapport à l’axe optique : tan α ≈ … Pour obtenir des images nettes, on doit se placer dans les conditions de … : il suffit de mettre un … avec un petit trou coïncidant avec le … de la lentille

A

α / Gauss / Diaphragme / Centre optique

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6
Q

Distance focale : C’est la distance entre le … d’un système optique et son … La distance focale image est … et la distance focale objet est … La distance s’exprime en …

A

Centre / foyer / f’ / f / mètre

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7
Q

Lentille convergente : f’… et f…

Lentille divergente : f’… et f…

A

f’ > 0 et f < 0

f’ < 0 et f > 0

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8
Q
  • Le foyer principal image F’ est l’image d’un … situé à l’… sur l’axe optique
  • Le foyer principal objet F est le point où placer un … pour obtenir une … à l’… sur l’axe optique
A
  • Point objet / infini
  • Objet / image / infini
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9
Q
  • La vergence V ou … d’une lentille est l’… de la … Elle s’exprime en …
  • V = …
A
  • C / inverse / distance focale image / dioptrie δ
  • V = 1/f’
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10
Q
  • Des lentilles minces accolées ont leurs centres optiques …
  • Pour deux lentilles accolées :
    • Vacc = …
    • f’acc = …
A
  • Confondus
    • Vacc = V1 + V2
    • f’acc = f’1·f’2 /f’1+f’2
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11
Q

Soit F et F’ sont appelés foyers principaux objet et image de la lentille.

  • On appelle F = … et F’ = … respectivement la … et la …
  • Attention, f et f’ sont des …
A
  • F = O͞F / F = O͞F’ / distance focale objet / distance focale image
  • Valeurs algébriques
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12
Q

Formule de conjugaison

A

1/O͞A’ - 1/O͞A = 1/f’ ⇔ 1/O͞A’ - 1/O͞A = - 1/f’

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13
Q

Formules de conjugaison - autres formulations :

O͞A’ = …

A

O͞A’ = f’xO͞A / f’+O͞A

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14
Q

Formules de conjugaison - autres formulations :

O͞A = …

A

O͞A = f’xO͞A’ / f’-O͞A’

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15
Q

Formules de conjugaison - autres formulations :

f’ = …

A

f’ = O͞AxO͞A’ / O͞A-O͞A’

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16
Q

Erreur fréquente sur les valeurs algébriques

  • Le sens positif est le sens des …
  • Par conséquent :
    • un objet A situé devant une lentille mince convergente de centre optique O est tel que O͞A …
    • un objet A situé à l’arrière d’une lentille mince convergente de centre optique O est tel que O͞A …
A
  • Rayons lumineux
    • O͞A < 0
    • O͞A > 0
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17
Q

Confusion entre position et distance

  • Une position est une valeur … alors qu’une distance est une … donc toujours …
  • Ex : Si l’objet A est place à un 20 cm en avant d’une lentille, alors la position O͞A = … et la distance OA = …
A
  • Algébrique / norme / positive
  • -0,2m / 0,2m
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18
Q

Grandissement

Rapport des tailles de l’objet et de l’image

γ =…

A

γ = A͞’B’/A͞B = O͞A’/O͞A

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19
Q

Grandissement

γ > 0 : l’image est … et γ < 0 : l’image est …

A

Droite / renversée

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20
Q

Grandissement

|γ| > 1 : l’image est … et |γ| < 1 : l’image est …

A

Agrandie / rétrécie

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21
Q

Grandissement

|γ| = 1 : l’image est …

A

De même taille renversée γ = -1 ou droite γ = 1

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22
Q

Relation entre positions, grandissement et distance focale image

  • O͞A = …
  • O͞A’ = …
  • A͞’A = …
A
  • O͞A = f’(1 - γ) /γ
  • O͞A’ = f’(1 + γ)
  • A͞’A = -f’(1 - γ)2 /γ
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23
Q

Grossissement > Diamètre apparent

Pour un objet se trouvant à l’infini, la dimension de cet objet n’est plus définie par sa … , mais par l’… sous lequel est vu l’image, appelé …

A

Taille AB / Angle / Diamètre apparent α

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24
Q

Le grossissement d’un système optique est défini par G = …

  • α’ est l’angle sous lequel on voit l’… donnée par l’…
  • α est l’angle sous lequel est vu l’… à l’…
A

G = α’/α / Image / instrument / Objet / oeil nu

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25
Q

​Facteur de conversion :

Angle(°) x … ≈ … **= **…

A

Angle(°) x π/180 ≈ 1,74.10-2 = Angle(rad)

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26
Q

**Grossissement > **Formule de Newton

A

F͞A x F͞’A’ = -f’2

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27
Q

Lentille mince convergente

Si f’ > 0 (ou f < 0), F’ se trouve en … de la … et F en … du …

A

Avant / lentille ; Arrière / centre optique

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28
Q

Lentille mince convergente

Un rayon arrivant à gauche est … à la sortie de la … en s’éloignant de l’…

A

Dévié / lentille / axe optique

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29
Q

Lentille mince convergente > Objet

On appelle objet ponctuel A le … des … ou de leurs …

A

Point d’intersection / rayons incidents / prolongements

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30
Q

Lentille mince convergente > Objet

  • Objet réel O͞A < 0 :
    • … les rayons qui lui parviennent sont …
    • Il est … de les prolonger jusqu’à l’…
A

Tous / réels / Inutile / image

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31
Q

Lentille mince convergente > Objet

  • Objet virtuel O͞A > 0 :
    • … des rayons qui lui parviennent est …
    • Il est … de le prolonger jusqu’à l’…
A

Au moins un / virtuel / Nécessaire / objet

32
Q

Lentille mince convergente > Image

On appelle image ponctuelle A’ le point d’intersection des … ou de leurs …

A

Rayons émergents / prolongements

33
Q

Lentille mince convergente > Image

Image réelle O͞A’ > 0 : ​… les rayons qui lui parviennent sont …

A

Tous / réels

34
Q

Lentille mince convergente > Image

Image virtuelle O͞A’ < 0 : ​… des rayons qui lui parviennent est … Il est … de les prolonger jusqu’à l’…

A

Au moins un / virtuel / Nécessaire / image

35
Q

Lentille mince convergente > Image > Construction d’une image

  1. Tout rayon incident passant par le centre optique d’une lentille ne subit aucune … L’axe othogonal en O au plan de la lentille est l’…
  2. Tout rayon incident parallèle à l’axe principal émerge de la lentille en passant par le … placé en … de la …
  3. Tout rayon incident issu du foyer principal objet F émerge de la … de façon … à l’… Le foyer objet d’une lentille convergente est placé en … de la lentille
A
  1. Déviation / Axe optique principal
  2. Foyer principal image F’ / Arrière / lentille convergente
  3. Lentille / parallèle / axe optique / avant
36
Q

Lentille mince convergente > Image > Erreur fréquente sur les tracés

  • Tracer un objet ou image réels en trait …
  • Tracer un objet ou image virtuels en …
A
  • Continu
  • Pointillé
37
Q

Lentille mince convergente > Objet réel à distance finie

  • Objet réel : O͞A < 0 et 0 ≤ OA ≤ f’
  • Image … , … et …
  • Donner le schéma
A

Virtuelle / droite / agrandie

38
Q

Lentille mince convergente > Objet réel à distance finie

  • Objet réel : O͞A < 0 et f’ ≤ OA ≤ 2f’
  • Image … , … et … :
  • Donner le schéma
A

Réelle / renversée / agrandie

39
Q

Lentille mince convergente > Objet réel à distance finie

  • Objet réel : O͞A < 0 et OA ≥ 2f’
  • Image … , … et … :
  • Donner le schéma
A

Réelle / renversée / plus petite

40
Q

Lentille mince convergente > Objet réel à distance finie > Remarque

L’image d’un objet virtuel par une lentille convergente est toujours …

41
Q

Lentille mince convergente > Objet réel à l’infini

  • Un objet réel AB à l’infini est caractérisé par son …
  • Le rayon passant par le centre optique émerge de la lentille sans … , avec le …
  • L’image B’ de A’ est dans le … qui est la … menée de … à l’…
  • L’intersection de OB’ et de la perpendiculaire menée en F’ à l’axe donne un … , image de B.
  • L’image A’B’ est une image … et …
  • Donner le schéma
A
  • Diamètre apparent α
  • Déviation / même angle α
  • Plan focal image / perpendiculaire / F’ / axe optique
  • Foyer secondaire image B’
  • Réelle / renversée
42
Q

Lentille mince convergente > Objet réel à l’infini

  • tan α = …
  • Avec l’approximation des petits angles, on déduit α = …
A
  • tan α = A’B’/ f’
  • α = A’B’/ f’ (rad)
43
Q

Lentille mince divergente

  • Si f’ < 0 (ou f > 0), F’ se trouve en … de la lentille et F en … du centre optique O
  • Un rayon arrivant à gauche est … à la sortie de la lentille en s’éloignant de l’…
  • L’image d’un objet réel par une lentille divergente est toujours …
A
  • Avant / Arrière
  • Dévié / Axe optique
  • Virtuelle
44
Q

Lentille mince divergente > Objet réel à distance finie

Schéma

45
Q

Lentille mince divergente > Objet réel à l’infini

  • L’image A’B’ est une image … et … :
    • α = …
  • Schéma
A
  • Virtuelle / droite
    • α = A’B’ / f’ (rad)
46
Q

L’oeil fonctionne comme une … : il donne image … et … sur la … de tout objet qu’il regarde

A

Lentille convergente / réelle / renversée / rétine

47
Q

Iris : c’est un … , percé d’une ouverture appelée … , permettant de contrôler la … pénétrant dans l’oeil

A

Diaphragme / pupille / quantité de lumière

48
Q

Cristallin : corps transparent servant de … qui peut se … par un système de muscles dont la tension ou le relâchement modifie la …

A

Lentille / contracter / distance focale

49
Q

Cristallin : l’indice de réfraction s’étend entre … et … Pour un oeil normal : f’ ≈ …cm et f ≈ …cm

A

1,39 / 1,63 / 2,2 / -1,7

50
Q

​Rétine : c’est un … constitué de cellules sensibles à la … où se forment les images …

A

Ecran / lumière / réelles renversées

51
Q

Cas de systèmes optiques > Oeil > Accomodation

  • Comme un appareil photographique, l’oeil fait une mise au point en changeant de … , donc de …
  • Ainsi, pour voir nettement des objets proches, les muscles … la courbure du cristallin afin que l’image se … sur la rétine. Ce phénomène de contraction du cristallin se nomme …
  • Pour les objets situés à plus de 50m environ, l’image se forme … sur la rétine : on dit que l’oeil n’… plus, il est au …
A
  • Courbure de cristallin / distance focale
  • Ajustent / maintienne / accomodation
  • Normalement / accomode / repos
52
Q

Oeil normal dit emmétrope

PP abr de … : point le plus … pouvant donner une image … sur la rétine. L’oeil accomode au … Pour un oeil normal, le PP est à … cm de l’oeil

A

Punctum proximum / proche / nette / Maximum / 25 cm

53
Q

Oeil normal dit emmétrope

PR abr de … : point le plus … pouvant donner une image … sur la rétine. L’oeil est au … Pour un oeil normal, le PR est à …

A

Punctum remotum / eloigné / nette / Repos / Infini

54
Q

Oeil normal dit emmétrope : Vergence minimale de l’oeil à l’infini : C∞ = … Soit une distance focale objet : f∞ ≈ …

A

C∞ = 60δ​ / f∞ ≈ 1,67cm

55
Q

Oeil normal dit emmétrope : Vergence maximale de l’oeil au PP (25cm) : Co = … ​Soit une distance focale objet : fo ≈ …

A

Co = C∞ + 1/0,25 = C∞​ + 4 = 60 + 4 = 64δ

fo ≈ 1,56cm

56
Q

Le pouvoir séparateur de l’oeil emmétrope est … min d’arc ou … rad. Ainsi, si 2 points sont écartés d’un angle inférieur à 1’, l’oeil ne peut plus les … et n’en voit qu’…

A

(1/60)° = 1’ = 3.10-4 rad / Séparer / un seul

57
Q

Cas de systèmes optiques > Loupe > Objet entre O et F

  • Une loupe est constituée d’une lentille … Son principe repose sur l’obtention d’une image … , … et …
  • Pour cela, il faut que l’objet soit situé à une distance de la loupe inférieur ou égale à la …
    • càd O͞A < … et … ≤ OA ≤ …
  • Donner le schéma d’un objet entre O et F
A
  • Convergente / droite / virtuelle / agrandie
  • Distance focale
    • O͞A<0 et 0≤OA≤f’
58
Q

Cas de systèmes optiques > Loupe > Objet vu à l’oeil nu à 25 cm

  • Pour un objet de petite taille AB situé à une distance de 25cm, le diamètre apparent α de l’objet AB vu par l’oeil nu est α = …
  • La loupe grossira l’objet si l’observateur le voit sous un diamètre apparent α’ plus grand au travers de la loupe, tel que α’ = …
  • Ainsi, le grossissement est G = … = … = …
  • Donner le schéma d’un objet vu à l’oeil nu à 25 cm
A
  • α = AB/d
  • α’ = AB/OA
  • G = α’/α = d/OA = 0,25/OA
59
Q

Cas de systèmes optiques > Loupe > Objet en F

  • Pour un meilleur confort visuel, l’objet est placé au foyer de la loupe (OA = f’) et l’image virtuelle à l’infini. Dans ce cas, le grossissement dit … a pour valeur Gcom = …
  • On note que plus la distance focale est courte, plus le … est grand
A
  • Commercial / Gcom = 0,25/f’ = C/4
  • Grossissement commercial
60
Q

Cas de systèmes optiques > Lunette astronomique

  • C’est un instrument destiné à l’observation lointaine constitué de 2 lentilles … :
    • Une lentille de … distance focale f1 appelée … qui reçoit la …
    • Une lentille de … distance focale f2 appelée … derrière lequel l’observateur place son …
A
  • Minces convergentes
    • Grande / objectif / lumière
    • Courte / oculaire / oeil
61
Q

Cas de systèmes optiques > Lunette astronomique

  • Le cercle oculaire est l’image de l’… formée par la … càd que cette image est formée par l’…
  • C’est au … qu’il faut placer la pupille pour capter le maximum de … , toujours très proche du … de l’oculaire
A
  • Objectif / lunette / oculaire
  • Cercle oculaire / lumière / plan focal image
62
Q

Cas de systèmes optiques > Lunette astronomique > Modélisation d’une lunette astronomique dite afocale

  • Les deux lentilles qui la composent sont placées de telle façon qu’elles transforment un faisceau incident parallèle en un faisceau … lui aussi …
  • L’objet est à l’… et l’image intermédiaire que forme l’objectif est … , … , située dans son …
  • Donner le schéma d’une lunette astronomque afocale
A
  • Emergeant / parallèle
  • Infini / réelle / renversée / plan focal objet
63
Q

Cas de systèmes optiques > Lunette astronomique > Montage afocal d’une lunette astronomique

  • L’oculaire joue simplement le rôle d’une … permettant d’observer cette … dans les meilleures conditions.
  • Il faut alors le placer de telle sorte que l’image intermédiaire soit située dans son … L’image finale est donc … à l’…
  • Montage afocal : F1’ = …
    • Intervalle optique Δ = F͞’1F2 = 0
A
  • Loupe / image intermédiaire
  • Plan focal objet / rejetée / infini
64
Q

Montage afocal d’une lunette astronomique

L’image intermédiare A1B1 d’un objet à l’… par L1 est dans le … de … soit : ​A1 = …

A

infini A∞B∞ / Plan focal image / L1 / A1 = F’1

65
Q

Montage afocal d’une lunette astronomique

L’image finale A’∞B’∞ de l’objet A1B1 par L2 est à l’… puisque l’objet A1B1 est dans le … de … soit :

  • tan α ≈ …
  • tan α’ ≈ …
A

Infini / plan focal objet / L2

  • tan α ≈ A1B1/f’1​
  • tan α’ ≈ α’ = A1B1/f’2
66
Q

Montage afocal d’une lunette astronomique

​G = … = …

Si le grossissement de la lunette augmente :

  • Alors f’1 … (objectif …)
  • Alors f’2 … (oculaire …)
A

​G = α’/α = f’1/f’2

  • Augmente / peu convergent
  • Diminue / très convergent
67
Q

Dioptre plan > Général

Donner le schéma d’un dioptre plan entre 2 milieu n1 et n2

68
Q

Dioptre plan > Rayon incident et rayon réfracté

  • Un dioptre plan est une surface … délimitant … milieux ➊ et ➋ d’indice de réfraction … et …
  • On note i l’angle d’incidence du rayon avec la normale (N) du dioptre, i1 l’angle du rayon réfléchi et i2 l’angle du rayon réfracté
    • 1re loi de Snell-Descartes : le rayon réfléchi ou réfracté reste toujours dans le … de l’…
    • 2e loi de Snell-Descartes :
      • le rayon réfléchi fait un angle avec la … tel que i1 = …
      • le rayon réfracté qui pénètre dans le milieu n2 fait un angle i2 avec la … tel que n1.sin i1 = …
A
  • Plane / Deux / n1 / n2
    • Plan de l’incidence
      • Normale / i1 = i
      • Normale / n1.sin i1 = n2.sin i2
69
Q

Dioptre plan > Rayon incident et rayon réfracté > Erreur fréquente sur la construction du rayon réfracté

Le rayon incident et le rayon réfracté sont toujours situés de … de la droite normale N

A

De part et d’autre

70
Q

_Dioptre plan > Rayon incident et rayon réfracté > Notion de réfringence > Cas 1 : n1 *<* n2_

  • On dit que le milieu ➊ est … réfringent que le milieu ➋
  • Pour une incidence donnée :
    • sini2 / sini1 = …
    • d’où i1 …
A
  • Moins
  • sini2 / sini1 = n1/n2 < 1
    • d’où i1 > i2
71
Q

_Dioptre plan > Rayon incident et rayon réfracté > Notion de réfringence > Cas 1 : n1 *>* n2_

  • On dit que le milieu ➊ est réfringent … que le milieu ➋
  • Pour une incidence donnée :
    • sini2 / sini1 = …
    • d’où i1 …
  • Exemple d’application : un bâton immergé dans l’eau semble incurver dans l’eau
A
  • Plus
  • sini2 / sini1 = n1/n2 > 1
    • d’où i1 < i2
72
Q

Dioptre plan > Réflexion totale

La 2e loi de Snell-Descartes implique sini1 = …

  • Cas 1 : n1 > n2 alors sini1 …
    • Pour qu’il y ait réflexion totale (i2 = …), la plus grande valeur possible de i1 appelée … est telle que
      • sinilim = …
    • Pour tout angle d’incidence plus grand que l’angle limite ilim, il y a réflexion … et réfraction …
A
  • sini1 = n2.sini2 /n1 ≤ n2/n1
    • i2 = π/2 ; angle limite ilim
      • sinilim = n2/n1
  • Totale / rasante
73
Q

Dioptre plan > Réflexion totale

La 2e loi de Snell-Descartes implique sini1 = …

  • Cas 2 : n1 > n2 alors
    • Il ne peut y avoir de … , mais une … de la lumière
    • Ex La lumière qui passe l’air (n1=1) à l’eau (n2=1,33) est obligatoirement … , la réflexion totale est …
A
  • sini1 = n2.sini2 /n1 ≤ n2/n1
    • Réflexion totale / réfraction obligée
    • Réfractée / impossible
74
Q

La distance focale d’un miroir sphérique est égale à la … de son rayon de courbure

75
Q

Schéma d’un miroir sphérique avec SA < f’

76
Q

Miroir sphérique : formule de conjugaison

77
Q

Miroir sphérique : grandissement

Physique (19 decks)

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