64 Rayons lumineux,
images optiques
1. EN QUELQUES MOTS…
L’optique géométrique est l’étude de la formation des images d’objets lumineux par des instruments d’optique dont le rôle est de permettre d’observer des reproductions des objets
aussi fidèles que possible.
2. CE QU’IL FAUT RETENIR…
a) Définitions
La lumière est issue d’une source lumineuse ; on distingue :
–L es sources lumineuses primaires : certains objets, comme une lampe ou le Soleil, émettent spontanément de la lumière.
–L es sources lumineuses secondaires : d’autres objets, comme une feuille de papier ou un
mur, diffusent la lumière qu’ils reçoivent.
La lumière est analysée par un détecteur optique, sensible à l’énergie transportée par la
lumière, proportionnelle à la moyenne quadratique de l’amplitude du signal lumineux. L’œil,
une caméra CCD (dispositif à transfert de charge) ou une plaque photographique constituent
des détecteurs usuels. Ce sont des détecteurs discrets c’est-à-dire que leur résolution spatiale
est limitée : la taille d’un récepteur est de l’ordre de 3 mm pour l’œil, 7 μm pour une caméra
CCD et 4 mm pour une plaque photographique.
Les rayons lumineux représentent la trajectoire de l’énergie lumineuse. Il s’agit d’une notion abstraite qui symbolise le trajet de la lumière en provenance d’une source lumineuse au travers de
milieux transparents. Il n’est pas possible en effet d’isoler un rayon lumineux. Expérimentalement, un pinceau fin de lumière parallèle issu d’un laser peut être assimilé à un rayon lumineux.
Un ensemble de rayons lumineux constitue un faisceau lumineux. On distingue trois types de
faisceaux :
b) Principe de Fermat
On appelle chemin optique la longueur du trajet qui serait parcouru par la lumière dans le
vide pendant le temps de parcours de la portion de trajectoire dans le milieu considéré :
Faisceau convergent
Faisceau parallèle
Faisceau divergent
soit
L : chemin optique (m).
AB : portion de trajectoire parcourue par la lumière (m).
t : temps mis par la lumière pour parcourir la trajectoire
AB dans le milieu considéré (s).
c : vitesse de la lumière (m.s –1 ).
n : indice optique du milieu considéré (sans unité)
Lt
v
== c
c
AB
Ln = AB
200
images optiques
1. EN QUELQUES MOTS…
L’optique géométrique est l’étude de la formation des images d’objets lumineux par des instruments d’optique dont le rôle est de permettre d’observer des reproductions des objets
aussi fidèles que possible.
2. CE QU’IL FAUT RETENIR…
a) Définitions
La lumière est issue d’une source lumineuse ; on distingue :
–L es sources lumineuses primaires : certains objets, comme une lampe ou le Soleil, émettent spontanément de la lumière.
–L es sources lumineuses secondaires : d’autres objets, comme une feuille de papier ou un
mur, diffusent la lumière qu’ils reçoivent.
La lumière est analysée par un détecteur optique, sensible à l’énergie transportée par la
lumière, proportionnelle à la moyenne quadratique de l’amplitude du signal lumineux. L’œil,
une caméra CCD (dispositif à transfert de charge) ou une plaque photographique constituent
des détecteurs usuels. Ce sont des détecteurs discrets c’est-à-dire que leur résolution spatiale
est limitée : la taille d’un récepteur est de l’ordre de 3 mm pour l’œil, 7 μm pour une caméra
CCD et 4 mm pour une plaque photographique.
Les rayons lumineux représentent la trajectoire de l’énergie lumineuse. Il s’agit d’une notion abstraite qui symbolise le trajet de la lumière en provenance d’une source lumineuse au travers de
milieux transparents. Il n’est pas possible en effet d’isoler un rayon lumineux. Expérimentalement, un pinceau fin de lumière parallèle issu d’un laser peut être assimilé à un rayon lumineux.
Un ensemble de rayons lumineux constitue un faisceau lumineux. On distingue trois types de
faisceaux :
b) Principe de Fermat
On appelle chemin optique la longueur du trajet qui serait parcouru par la lumière dans le
vide pendant le temps de parcours de la portion de trajectoire dans le milieu considéré :
Faisceau convergent
Faisceau parallèle
Faisceau divergent
soit
L : chemin optique (m).
AB : portion de trajectoire parcourue par la lumière (m).
t : temps mis par la lumière pour parcourir la trajectoire
AB dans le milieu considéré (s).
c : vitesse de la lumière (m.s –1 ).
n : indice optique du milieu considéré (sans unité)
Lt
v
== c
c
AB
Ln = AB
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