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• L’optique est la partie de la physique qui a pour but l’étude: • la propagati

• L’optique est la partie de la physique qui a pour but l’étude: • la propagation de la lumière • son comportement • ses propriété. • Le mot « optique » vient du grec ancien et signifie « voir » Qu’est-ce que la lumière ? • Au cours des siècles, les philosophes, savants et physiciens qui se sont préoccupés de l’explication des phénomènes lumineux se sont répartis en deux groupes : • ceux qui pensaient que la lumière était faite de corpuscules • ceux qui pensaient qu’elle était faite d’ondes • Lumière=ondes et photons • Le comportement • Avec la matière (photons) • Avec instrument optique (réflexion et réfraction, dispersion, formation d’image) • Avec la physique (diffraction, interférence, émission, absorption • Avec les cellules photovoltaïque (production de l’énergie électrique) les propriétés • La Nature de la lumière(blanche, naturelle, artificielle, principale, secondaire) • Vitesse de propagation (c= 3.108 m.s-1 ) • Indice de réfraction (n = c/v ) • Longueur d’onde ( λ = c.T = c/f ) • Lois de Snell Descartes • spectre visible qui fait partie d’une grande famille de phénomène de même nature ;les ondes électromagnétiques • Optique géométrique • Si la lumière rencontre des obstacles instrument optique (œil, miroir, prisme, lentille……) dont leurs dimensions (1cm et plus) sont très grande vis a vis des longueurs d’onde du spectre visible (400nm-800nm) l’optique géométrique est établie selon les principes suivants • La lumière se propage en ligne droite sous forme de rayons lumineux • Dans un milieu transparent homogène isotrope • Les lois de Snell Descartes sont appliquées • (réflexion-refraction-dispesion) • Le principe de Fermat • Le stigmatisme • Les relations de conjugaison Les lentilles minces 1. Présentation. 1. Présentation. 1.1. Définition. 1. Présentation. 1.1. Définition. Une lentille est l’association de deux dioptres dont l’un au moins est sphérique. C2 C1 S2 S1 O Indice n Air C2 C1 S2 S1 O Indice n Air Dioptre 1 C2 C1 S2 S1 O Indice n Air Dioptre 2 C2 C1 S2 S1 O Indice n Air Centre de la lentille 1.2. Lentilles minces. 1.2. Lentilles minces. Une lentille est dite mince quand son épaisseur est faible par rapport aux rayons de courbure de ses dioptres constitutifs. 1.2. Lentilles minces. Une lentille est dite mince quand son épaisseur est faible par rapport aux rayons de courbure de ses dioptres constitutifs. On a : C1S1 >> S1S2 et C2S2>> S1S2 On considère alors l’épaisseur de la lentille comme négligeable, et que S1 et S2 sont confondus avec O. 2. Marche des rayons lumineux dans une lentille. 2. Marche des rayons lumineux dans une lentille. 2.1. Lentille convergente, lentille divergente. Lentille biconvexe Rayon incident Normale Rayon réfracté Normale Rayon réfracté Le rayon converge vers l’axe : la lentille est convergente Lentille biconcave Le rayon s’éloigne l’axe : la lentille est divergente 2.2. Foyers d’une lentille. Le foyer objet F est le point de l'axe optique tel que tout rayon passant par F sorte parallèle à l'axe optique. 2.2. Foyers d’une lentille. Le foyer objet F est le point de l'axe optique tel que tout rayon passant par F sorte parallèle à l'axe optique. Le foyer image F' est le point de l'axe optique tel que tout rayon passant par F ' vienne d'un rayon incident parallèle à l'axe optique. 2.2. Foyers d’une lentille. Distance focales : La distance focale objet est la distance entre le centre de la lentille O et le foyer objet F. OF Distance focales : La distance focale objet est la distance entre le centre de la lentille O et le foyer objet F. La distance focale image est la distance entre le centre de la lentille O et le foyer objet F’. OF ' OF On note : ' ' OF f OF f   On note : ' ' OF f OF f   En raison de la symétrie de la lentille mince : ' OF OF   Les valeurs sont des valeurs algébriques et ont un signe. Convention d’orientation : Le sens positif est fixé par le sens d’arrivée de la lumière. Les valeurs sont des valeurs algébriques et ont un signe. Convention d’orientation : Le sens positif est fixé par le sens d’arrivée de la lumière. Lentille convergente : f’ > 0. Lentille divergente : f’ < 0. Les valeurs sont des valeurs algébriques et ont un signe. Représentation des lentilles minces : F F’ O Lentille convergente Représentation des lentilles minces : F’ F O Lentille divergente 2.3. Tracé de l’image donnée par une lentille. En raison des propriétés de O, F, F’ : En raison des propriétés de O, F, F’ : Un rayon lumineux passant par le centre O de la lentille n’est pas dévié. En raison des propriétés de O, F, F’ : Un rayon lumineux passant par le centre O de la lentille n’est pas dévié. Un rayon lumineux incident qui passe par le foyer objet F ressort parallèlement à l’axe de la lentille. En raison des propriétés de O, F, F’ : Un rayon lumineux passant par le centre O de la lentille n’est pas dévié. Un rayon lumineux incident qui passe par le foyer objet F ressort parallèlement à l’axe de la lentille. Un rayon lumineux incident parallèle à l’axe de la lentille ressort par le foyer image F’. F F ’ O Image donnée par une lentille convergente A B F F ’ O A B Un rayon passant par le centre optique O n’est pas dévié F F ’ O A B Un rayon incident parallèle à l’axe optique… F F ’ O A B … ressort par le foyer image F’ F F ’ O A B Un rayon incident passant par le foyer objet F… F F ’ O A B … ressort parallèlement à l’axe optique. F F ’ O A B L’image A’B’ est entre l’axe et le croisement des rayons. A’ B’ 3. Relation de conjugaison et de grandissement des lentilles minces. 3. Relation de conjugaison et de grandissement des lentilles minces. 3.1. Grandissement. objet l de Taille image l de Taille ent Grandissem ' '  objet l de Taille image l de Taille ent Grandissem ' '  AB B A ' '   3.2. Relations de Newton. F F ’ O A B A’ B’ F F ’ O A B A’ B’ I Relations de Newton F F ’ O A B Relations de Newton A’ B’ J 3.2. Relations de Descartes. F F ’ O A B Relations de Descartes A’ B’ En résumé : Relations de conjugaison de Newton. ' ' ' ' '² ' ' . f A F FA f f A F FA        Relations de Descartes OA OA AB B A f 1 OA 1 OA 1 ' ' ' ' '      Notations ' ' OA p OA p   Notations ' ' OA p OA p   Les relations de Descartes s’écrivent alors : p p f 1 p 1 p 1 ' ' '     Remarque : la vergence ' f 1 v  Remarque : la vergence ' f 1 v  v en dioptrie (d) ; 1 d = 1 m-1 4. Association de lentilles. 4. Association de lentilles. Deux lentilles minces L1 et L2 accolées se comportent comme une seule lentille mince. On montre que la distance focale de la lentille équivalente est donnée par : 2 1 f 1 f 1 f 1 ' ' '   Deux lentilles sont considérées accolées si la distance entre elles est faible devant leur distance focale. uploads/Finance/ s1-3-lentilles-minces.pdf