Optique 1 Flashcards
Qu’est-ce que l’optique géométrique ?
Ensemble de lois qui décrivent la propagation de la lumière dans les milieux
Qu’est-ce que la lumière ?
Une onde
→ propagation d’une perturbation dans un milieu
Formule longueur d’onde ?
𝜆 = cT
𝜆 = en m
c = en m/s
T = en s
Célérité de la lumière dans le vide ?
c = 299 792 458 m/s ≈ 3.10^8 m/s
Formule de E?
E = hc / 𝜆
Propagation de la lumière dans les
milieux transparents ?
La lumière se propage plus doucement dans les milieux transparents que dans le vide :
→ elle a une célérité v (en m/s) inférieure à c
On définit l’indice optique n d’un milieu par ?
n = c / v
Sans dimension !
L’indice est forcément ≥ 1 car c ≥ v
De quoi dépend l’indice d’un milieu ?
De la longueur d’onde 𝜆
Loi de Cauchy ?
Loi empirique qui donne la dépendance de l’indice optique avec la 𝜆
n(𝜆) = A + (B/𝜆^2) + (C/𝜆^4)
A. B. C des constantes + caractéristique du milieu
Qu’est-ce que lefordement de l’optique géométrique ?
Le rayon lumineux
Conditions de validité ?
Milieu transparent, homogène, isotrope, taille des objets > longueur d’onde (d > 1µm)
Hypothèse: dans un tel milieu la lumière se propage en ligne droite
La principe de Fermat ?
La lumière se propage d’un point à un autre sur une trajectoire telle que la durée du parcours soit minimale
Réflexion et Réfraction d’un rayon lumineux ?
A l’interface entre deux milieux d’indices différents le rayon
lumineux est dévié
Dioptre ?
surface séparant deux milieux d’indice différents
1ère loi : réflexion ?
rayon réfléchi avec un angle
𝑟 = 𝑖1
2ème loi : réfraction ?
rayon réfracté dans le milieu 2 avec un
angle i2 tel que:
𝑛1sin𝑖1 = 𝑛2sin𝑖2
Lois de Snell-Descartes - Conséquences ?
n1 < n2 : Le rayon réfracté se rapproche de
la normale en passant d’un milieu
moins réfringent à un milieu plus
réfringent:
i2 < i1
n1 > n2 : Le rayon réfracté s’éloigne de la
normale en passant d’un milieu
plus réfringent à un milieu moins
réfringent:
𝑖2 > 𝑖1
Lois de Snell-Descartes - Conséquences Cas particulier important ?
Il existe 𝑖lim tel que 𝑖2 = 𝜋/2
Le rayon réfracté s’éloigne de
la normale
𝑖2 > 𝑖1
la réflexion totale
Pour 𝑖1 ≥ 𝑖lim
il n’existe pas de rayon réfracté
Le rayon réfracté s’éloigne de
la normale
𝑖2 > 𝑖1
Les couleurs par rapport à n ?
Comme 𝑛𝑛 dépend de la longueur d’onde, les couleurs ne sont pas réfractées
Point image ?
Tous les rayons issus d’un même point source se croisent en même point ou bien semble venir d’un même point
Stigmatisme ?
Propriété d’un système optique qui à un point objet, associe un point image
Comment est le dioptre sphérique ?
Astigmatique
Sauf si l’on ne considère que les rayons faisant un petit angle avec l’axe optique, c’est l’approximation de Gauss
On parle alors de stigmatisme approché et on a :
(n2/SA’) + (n1/SA) = (n2 - n1 / SC)
L’image de A ne dépend pas du rayon choisi
Les lentilles ?
Milieu transparent et homogène limité par deux dioptres dont l’un au moins est sphérique
On parle de lentilles minces quand leur épaisseur est petite devant le rayon de courbure de leurs dioptres
Distance focale ?
f’ = OF’ = -OF
Propriétés des foyers et du centre optique ?
- Tout rayon passant par O n’est pas dévié
- Tout rayon passant par F ressort parallèle à l’axe optique
- Tout rayon parallèle à l’axe optique ressort en passant par F’
La position de l’image dépend de quoi ?
dépend de la position de l’objet par rapport à la lentille
Position de l’image d’un objet - la relation de conjugaison ?
1/OA’ - 1/OA = 1/f’ = c
Le grandissement 𝜸 ?
Par définition le grandissement est le rapport de la taille de l’image sur la taille de l’objet
𝜸 = A’B’/AB = OA’/OA
Cas limites importants - les plans focaux ?
Les rayons issus du foyer F ressortent parallèles à l’axe optique.
Les rayons issus d’un point B du plan focal objet ressortent parallèles entre eux avec un angle par rapport à l’axe optique
