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Lycée technique Mohamed V Centre des classes préparatoires Béni Mellal M.P.S.I

Lycée technique Mohamed V Centre des classes préparatoires Béni Mellal M.P.S.I COURS DE PHYSIQUE MPSI OPTIQUE GÉOMÉTRIQUE COURS TP-COURS TP SAID EL FILALI CPGE/B.Mellal Page -2- -SAID EL FILALI- Table des matières 1 APPROXIMATION DE L’OPTIQUE GÉOMÉTRIQUE 5 1.1 Notion du rayon lumineux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.1.1 Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.1.2 Limite du modèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.2 Réﬂexion et réfraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.2.1 Réﬂexion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.2.2 Réfraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.2.3 Étude de la réfraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2.3.1 Cas n1 < n2 : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2.3.2 Cas n1 > n2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.2.4 Étude du prisme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.2.4.1 Formules générales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.2.4.2 Conditions d’émergence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.2.4.3 Minimum de déviation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2 FORMATION DE L’IMAGE DANS LES CONDITIONS DE GAUSS 13 2.1 Systèmes optiques centrés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.1.1 Déﬁnition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.1.2 Espace objet - Espace image : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.1.2.1 Système dioptrique : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.1.2.2 Système catoptrique : . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.2 Notion de stigmatisme et applanitisme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.3 Lentilles sphériques minces dans les conditions de Gauss . . . . . . . . . . 14 2.3.1 Déﬁnitions : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.3.2 Conditions de Gauss : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.3.3 Stigmatisme approché : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.3.4 Lentilles minces : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.3.5 Formation de l’image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.3.6 Grandissement transversal-Formule de Newton : . . . . . . . . . . . 20 2.3.7 Relation de conjugaison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.4 Miroirs sphériques dans les C.G. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.4.1 Déﬁnitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.4.2 Relation de conjugaison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.4.3 Grandissement transversal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.4.4 Formation de l’image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.4.4.1 Miroirs concaves ou convergents . . . . . . . . . . . . . . 23 2.4.4.2 Miroirs convexes ou divergents . . . . . . . . . . . . . . . 25 3 3 TP-COURS D’OPTIQUE GÉOMÉTRIQUE 29 3.1 Notion de rayon lumineux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3.1.1 Présentation des sources lumineuses . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3.1.1.1 Lampes spectrales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3.1.1.2 Laser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.1.1.3 Propagation de la lumière . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.1.2 Mise en évidence expérimentales des conditions de Gauss . . . . . 31 3.2 Lois de Descartes-Snell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.2.1 Réﬂexion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.2.2 Réfraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.3 Lentilles sphériques minces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.3.1 Identiﬁcation des lentilles minces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.3.1.1 Par simple lecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.3.1.2 Au toucher par biais d’un papier . . . . . . . . . . . . . . 35 3.3.1.3 À l’œil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.3.2 Formation de l’image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.3.3 Relations de conjugaison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.3.3.1 Relation de conjugaison de Newton . . . . . . . . . . uploads/Geographie/ optique-mpsi.pdf