Les miroirs plans et sphériques

Résumé du document

Cours de Physique (Terminale) sur les miroirs plans et sphériques. Les propriétés des différentes sortes de miroir, les constructions d'images et leurs applications, leurs utilisations dans la vie courante ainsi que les formules mathématiques à connaître sont présentées.

Extraits

[...] Tout rayon lumineux incident de direction parallèle à l'axe optique principal du miroir sphérique est réfléchi par le miroir en passant par le foyer image F' du miroir. Tout rayon lumineux incident issu ou passant par le foyer objet F du miroir sphérique est réfléchi par ce dernier selon une direction parallèle à l'axe optique principal du miroir. Constructions Voir feuille de papier millimétré (page 9 et 10). Applications Le miroir sphérique Peu utilisé. Le télescope de Newton Le miroir parabolique qui est dans le télescope de Newton, peut, en bonne approximation, être modélisé par un miroir sphérique. Complément : quelques formules mathématiques . [...]

[...] Matériel optique Il est constitué d'une source de lumière puissante, suivie d'un condenseur (dans le but d'éclairer uniformément l'objet), d'une lentille convergente et d'un miroir plan, le plus souvent placé selon une direction qui fait un angle de par rapport à l'horizontale. A propos des objets et images o Expérience A l'aide de la lentille, on forme l'image de l'objet réel sur le plafond de la salle (le miroir a été démonté). On s'arrange pour que la distance lentille-miroir-plafond soit à peu près celle lentille-miroir-tableau. [...]

[...] II) Les miroirs sphériques Définition Un miroir sphérique est une surface réfléchissante sphérique. Types de miroirs Voir tableau (page 9). Axe optique et points caractéristiques C et S Deux rayons lumineux particuliers Manipulation Repérer sur une feuille de papier blanc la position du miroir sphérique (ici concave) ainsi que la position de son centre C et de son sommet S A l'aide de la source de lumière blanche, envoyer un rayon lumineux passant par un par C et un passant par C et S. [...]

[...] Matérialiser les rayons lumineux incident et réfléchi. Observations Le rayon lumineux réfléchi est de direction parallèle à l'axe optique principal du miroir Conclusion Le point F situé à égale distance de C et de S et coïncidant avec le point F' est le foyer objet du miroir sphérique. Dans les conditions de Gauss, on a : III) Constructions d'images Les rayons lumineux particuliers Tout rayon lumineux incident passant par le centre C du miroir sphérique et réfléchi par le miroir passant par C. [...]

[...] Matérialiser les rayons lumineux incidents et réfléchis. Observations Un rayon lumineux incident passant par C se réfléchit sur lui-même tout comme celui passant par C et S. Un rayon lumineux incident passant par S est réfléchi symétriquement par rapport à l'axe optique principal du miroir sphérique. Conclusion Il y a stigmatisme rigoureux pour C qui est sa propre image et il y a stigmatisme approché si tous les rayons lumineux incidents issus de l'objet passent au voisinage du centre C et si l'objet est de petites dimensions et placé perpendiculairement à l'axe optique principal du miroir sphérique. [...]