Sources lumineuses. À spectre continu (rayonnement de corps chaud) A spectre de raies (discret) Cas particulier : le LASER

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1 Sources lumineuses À spectre continu (rayonnement de corps chaud) A spectre de raies (discret) Cas particulier : le LASER

2 Propagation rectiligne de la lumière dans un milieu THI Dans un milieu linéaire THI, la lumière se propage en ligne droite Transparent : pas de phénomène d'absorption de la lumière dans le milieu de propagation Homogène : mêmes propriétés physico-chimiques en tous les points du milieu Isotrope : propriétés physico-chimiques en un points quelconque du milieu indépendantes de la direction de propagation considérée

3 Du fait de la structure cristalline anisotrope, seule une lumière polarisée dans une direction particulière peut passer.

4 Propagation rectiligne de la lumière dans un milieu THI Indice de réfraction : n(λ,t )= c v(λ,t )

5 Propagation rectiligne de la lumière dans un milieu THI Application : le sténopé

6 Notion d'objet optique Objet ponctuel : les rayons lumineux semblent pour l'observateur issus d'un point unique

7 Notion d'objet optique Objet étendu : l'observateur peut en déterminer les dimensions B Problème d'échelle : en réalité, l'observateur perçoit tous les rayons issus de B (ou de A) comme parallèles A On repère la dimension de l'objet étendu AB à l'infini par son diamètre apparent θ

8 Lois de Snell-Descartes

9 Application : réflexion totale

10 Application : réflexion totale n 2 > n 1 Le rayon se rapproche de la normale lors de la réfraction Pas de réflexion totale possible n 2 < n 1 Le rayon s'écarte de la normale lors de la réfraction réflexion totale possible

11 Prisme à réflexion totale

12 Système optique Un système optique centré présente un axe de symétrie de révolution ( prisme, par exemple) Propriété : un rayon arrivant suivant l'axe optique d'un système centré n'est pas dévié

13 Système optique Système catoptrique : ne comporte que des miroirs Système dioptrique : ne comporte que des dioptres Système catadioptrique : comporte des miroirs et des dioptres

14 Image optique Ensemble des points de concours des rayons émergeant du système optique et issus de l'objet

15 Lentilles minces Lentille : Mince si : S 1 S 2 C 1 S 1 S 1 S 2 C 2 S 2 S 1 S 2 C 1 C 2 On note O = S 1 = S 2 = centre optique ( sur l'axe optique!)

16 Classement des lentilles

17 Points particuliers : foyer principal image A A A ' A' A' A '

18 Points particuliers : foyer principal image ' foyer principal objet Lentille convergente : Lentille divergente : ' et réels ' et virtuels

19 Points particuliers : plan focal image ' B B ' dans plan focal image B' = foyer secondaire image '

20 Points particuliers : plan focal objet B dans plan focal objet B' B = foyer secondaire objet

21 Construction de l'image d'un point sur l'axe optique A O solution : utiliser l'aplanétisme approché des lentilles minces

22 Construction de l'image d'un point sur l'axe optique B A O On peut alors tracer les 3 rayons incidents particuliers passant par B

23 Construction de l'image d'un point sur l'axe optique B A O Le rayon incident passant par B et par O n'est pas dévié

24 Construction de l'image d'un point sur l'axe optique B A O Le rayon incident passant par B et parallèle à l'axe optique émerge en passant par '

25 Construction de l'image d'un point sur l'axe optique B A O Le rayon incident passant par B et par émerge parallèlement à l'axe optique

26 Construction de l'image d'un point sur l'axe optique B A O Stigmatisme approché : les 3 rayons émergents sont concourants en B' car les 3 rayons incidents sont concourants en B Aplanétisme approché : A' est à la verticale de B' car A est à la verticale de B

27 Construction de l'image d'un point sur l'axe optique B A O A' B'

28 Construction de l'image d'un point sur l'axe optique B A O A' B' Objet : réel Image : réelle, renversée, agrandie

29 Construction de l'image d'un point sur l'axe optique cas d'une lentille divergente A O

30 Construction de l'image d'un point sur l'axe optique cas d'une lentille divergente B A O Aplanétisme approché : on place un point objet B à la verticale de A.

31 Construction de l'image d'un point sur l'axe optique B A Objet réel O Image virtuelle Le rayon incident passant par B et par O n'est pas dévié

32 Construction de l'image d'un point sur l'axe optique B A O Le rayon incident passant par B et parallèle à l'axe optique émerge en semblant passer par '

33 Construction de l'image d'un point sur l'axe optique B A Objet réel O Image virtuelle Le rayon incident passant par B et semblant passer par émerge parallèlement à l'axe optique

34 Construction de l'image d'un point sur l'axe optique B A O Stigmatisme approché : les 3 rayons émergents sont concourants en B' car les 3 rayons incidents sont concourants en B Aplanétisme approché : A' est à la verticale de B' car A est à la verticale de B

35 Construction de l'image d'un point sur l'axe optique B B' A A' O

36 Construction de l'image d'un point sur l'axe optique B B' A A' O Image virtuelle : les rayons émergents semblent provenir de B' Image droite

37 Construction d'un rayon transmis O Tous les rayons d'un faisceau incident parallèle passent par un même point du plan focal image

38 Construction d'un rayon transmis O Tous les rayons d'un faisceau incident parallèle passent par un même point du plan focal image

39 Construction d'un rayon transmis B O B' Tous les rayons d'un faisceau incident parallèle passent par un même point du plan focal image

40 Différents cas pour les lentilles CV B A O ' = A' B' Objet à l'infini : image (réelle) dans le plan focal image

41 Différents cas pour les lentilles CV B A O A' B' Objet réel avant le foyer objet avec OA < 2O : image réelle renversée rétrécie

42 Différents cas pour les lentilles CV B A O A' B' Objet réel avant le foyer objet avec OA > 2O : image réelle renversée agrandie

43 Différents cas pour les lentilles CV B A' =A O Objet (réel) dans le plan focal objet : image à l'infini B'

44 Différents cas pour les lentilles CV B' B A' A O Objet réel entre le foyer objet et le centre optique : image virtuelle droite agrandie

45 Différents cas pour les lentilles CV B' B O A' A Objet virtuel : image réelle droite rétrécie

46 Différents cas pour les lentilles DV B B' A = A' O Objet à l'infini : image (virtuelle) dans le plan focal image

47 Différents cas pour les lentilles DV B B' A A' O Objet réel : image virtuelle droite rétrécie

48 Différents cas pour les lentilles DV B B' O A A' Objet virtuel entre le centre optique et le foyer objet : image réelle, droite et agrandie

49 Différents cas pour les lentilles DV B' B O = A A' Objet (virtuel) dans le plan focal objet : image à l'infini

50 Différents cas pour les lentilles DV B A' O B' Objet virtuel après le foyer objet avec OA < 2O : image virtuelle renversée agrandie

51 Différents cas pour les lentilles DV B A' O B' Objet virtuel après le foyer objet avec OA > 2O : image virtuelle renversée rétrécie