Filières SMP & SMIA, année Optique Géométrique Pr. Khalid ASSALAOU FPL, Maroc

Transcription

1 Filières SMP & SMIA, année Optique Géométrique Pr. Khalid ASSALAOU, Maroc

2 Les lentilles minces (suite) 2

3 Construction du rayon émergent correspondant à un rayon incident donné lentille convergente Les deux rayons se coupent en Tracer le rayon parallèle au rayon incident passant par le centre optique. Puis repérer le foyer image secondaire F O F' 3

4 Construction du rayon émergent correspondant à un rayon incident donné lentille convergente Les deux rayons se coupent en F O F' Tracer le rayon parallèle au rayon émergent passant par le centre optique. Puis repérer le foyer objet secondaire 4

5 Construction du rayon émergent correspondant à un rayon incident donné lentille divergente Les deux rayons se coupent en O F F Tracer le rayon parallèle au rayon incident passant par le centre optique. Puis repérer le foyer image secondaire 5

6 Construction du rayon émergent correspondant à un rayon incident donné lentille divergente Les deux rayons se coupent en O F F Tracer le rayon parallèle au rayon émergent passant par le centre optique. Puis repérer le foyer objet secondaire 6

7 Lentilles accolées L association de plusieurs lentilles minces accolées de même axe optique est équivalente à une seule lentille mince de même centre optique. C C C C C N La vergence totale C est la somme des vergences:... N Le grandissement g est le produit des grandissements

8 Applications à l associations de deux lentilles minces de même centre optique Pour les relations de conjugaison de chacune des lentilles, appelées encore relations de Descartes, on a: OA OA f' Lentilles accolées OA' OA f ' 2 en réalisant la somme de ces deux relations, on obtient: OA' OA f' en introduisant de plus la distance focale image f puisque l on reconnaît l expression d une relation de conjugaison pour les points A et A. Cette dernière relation s écrit bien C = C + C 2 en utilisant la définition de la vergence. f' ' 2 f 8

9 Lentilles accolées Pour le grandissement transversal g, il vient simplement, comme précédemment pour une association de dioptres: A' B' A B d où l équivalence suivante, avec les centres O, O 2 et O confondus: A B AB 2 O O 2 O F 2 F F F 2 F F 9

10 Exercice d application Lentille Mince Un objet situe au double de la distance focale devant une lentille convergente occupe une position particulière.. Montrer quelle est cette particularité en calculant la position de l'image. 2. En déduire la distance séparant l'objet et l'image. 3. Calculer le grandissement dans cette situation et décrire l'image. 4. Comment évoluent la position et la taille de l'image si l'objet s'éloigne de la lentille (on pourra s'aider d'un schéma)? 5. Même question si l'objet se rapproche de la lentille. 0

11 Exercice d application - Correction Lentille Mince 5. Inversement, si l'objet se rapproche, l'image s'éloigne de la lentille et grandit.

12 Instruments Optiques Le rôle d un instrument optique est d obtenir une image de taille assez grande par rapport à la taille de l objet. Instruments visuels : le microscope, la loupe la lunette astronomique le récepteur : c est l œil 2

13 Instruments optiques La loupe La loupe est une lentille convergente dont la distance focale est d environ cm à 5 cm. Elle permet de fournir une image virtuelle dont la taille est supérieur à celle de l objet. L objet est placé entre la loupe et le foyer objet. 3

14 Instruments optiques La puissance (P) et le grossissement (G) d un instrument optique La puissance P d un instrument optique P ' AB P est en dioptries Le grossissement G d un instrument optique G ' G : sans unité 4

15 Instruments optiques La puissance et le grossissement de La loupe =P.l P f ' ' G P. d m tg() = AB/d m = (puisque est petit) Grossissement α est le diamètre apparent de l'objet c'est-a-dire l'angle sous lequel on observe l'objet AB a l oeil nu a la distance minimale de vision distincte normale soit 25 cm. D m = 25 cm G c 4 f ' 5

16 Exercice Instruments optiques 6

17 Exercice - Correction Instruments optiques 7

18 Exercice - Correction Instruments optiques 8

19 VOIR PETIT : LE MICROSCOPE Instruments optiques 9

20 VOIR PETIT : LE MICROSCOPE Instruments optiques D'un objet plan AB, l'objectif donne une image intermédiaire A B, réelle, qui sert d'objet pour l'oculaire qui en donne l'image définitive A 2 B 2, virtuelle. Pour que l œil ne fatigue pas c'est-a-dire n'accommode pas, il faut que A 2 B 2 soit a l'infini ce qui impose A B dans le plan focal objet de L2. 20

21 VOIR PETIT : LE MICROSCOPE Instruments optiques Oc 2

22 VOIR PETIT : LE MICROSCOPE Instruments optiques Grossissement d m α' est le diamètre apparent de l'image A 2 B 2 c'est-a-dire l'angle sous lequel on observe cette image a travers le microscope (schéma précèdent). 22

23 VOIR PETIT : LE MICROSCOPE Exercice2 Instruments optiques 23

24 VOIR PETIT : LE MICROSCOPE Exercice2 - Correction Instruments optiques 24

25 Instruments optiques VOIR LOIN : LA LUNETTE ASTRONOMIQUE Ce sont des instruments destines a observer des objets lointains. D'un objet a l'infini, ils vont donner une image définitive virtuelle également a l'infini : on dit que ce sont des systèmes afocaux. 25

26 La lunette astronomique Instruments optiques Elle est constituée de deux lentilles minces convergentes, celle par laquelle entre la lumière, L, de grande focale, sert d'objectif et celle proche de l œil, L2, est l'oculaire. On notera le diamètre apparent de l'objet c'est-a-dire l'angle sous lequel on observe l'objet a l œil nu et ', le diamètre apparent de l'image, c'est-a-dire l'angle sous lequel on observe l'image a travers l'instrument. L'image intermédiaire réelle A B est dans le plan focal objet de l'oculaire qui est confondu avec le plan focal image de l'objectif. 26

27 La lunette astronomique La longueur de la lunette vaut donc : Instruments optiques Le grossissement vaut : On en deduit... Il faut un objectif de grande focale pour avoir un fort grossissement. 27

28 Exercice3: Instruments optiques Une lunette astronomique afocale est modélisée avec 2 lentilles minces convergentes de vergence 2 δ et 20 δ.. Quelles sont les distances focales de ces lentilles? 2. Leur attribuer le rôle d'objectif et d'oculaire. 3. Quelle est la longueur de la lunette? 4. Quel est son grossissement? 28

29 Exercice3 - Correction Instruments optiques 29