Observation, vision et perception de l'image et de la lumière

Thèmes abordés

Observation, vision, perception de l'image, lumière, lentilles sphériques, lentilles minces, centre optique, image d'un objet, faisceau lumineux, rayon lumineux, relation de conjugaison dite de Descartes, lentille biconcave, théorème de Thalès

Résumé du document

La lumière est une onde électromagnétique qui se propage aussi bien dans le vide que dans les milieux transparents. C'est dans le vide que la lumière se propage avec la plus grande célérité (vitesse). Dans les milieux transparents, la lumière se propage moins vite. Un rayon lumineux est l'ensemble des points par lesquels passe la lumière lors de sa propagation, en d'autres termes, c'est le chemin suivi par la lumière. Dans un milieu transparent et homogène, la lumière se déplace en ligne droite, c'est pourquoi on représente un rayon lumineux par un segment fléché en trait plein. Un faisceau lumineux est un ensemble de rayons lumineux. Il existe trois sortes de faisceaux lumineux : faisceau convergent, faisceau parallèle et faisceau divergent.

Extraits

[...] Remarque : les foyers principaux d'une lentille sont symétriques par rapport à son centre optique. On nose : f = OF , la barre signifie que c'est une valeur algébrique ; c'est à dire qu'elle a un signe f ' = OF' Vergence d'une lentille: elle est notée C et définie par la relation : C = OF ' Elle s'exprime en dioptrie de symbole : δ D'autres part, les plan perpendiculaires à l'axe optique et qui passent par les foyers sont dits plans principaux : - s'il passe en c'est le plan focal objet - s'il passe en F', c'est le plan focal image. [...]

[...] Objets et images : - Un objet est ce qu'on souhaite voir. Un objet est constitué d'une multitude de points qu'on appelle "points objets". - Une image est ce qu'on voit au moyen d'un instrument d'optique. Une image est constituée d'une multitude de points qu'on appelle "points images". Remarque : On note un point objet par une lettre, et on lui associe un point image qu'on notera avec un prime. Vocabulaire : Si un instrument donne d'un point objet A un point image ponctuel A', on dit qu'il est stigmatique. [...]

[...] Dans les milieux transparents, la lumière se propage moins vite. Cvide = m.s-1 Ceau= m.s-1 Cverre = m.s-1 Cdiam= m.s-1 Un rayon lumineux : c'est l'ensemble des points par lesquels passe la lumière lors de sa propagation, en d'autres termes, c'est le chemin suivi par la lumière. Dans un milieu transparent et homogène, la lumière se déplace en ligne droite, c'est pourquoi on représente un rayon lumineux par un segment fléché en trait plein. Un faisceau lumineux : c'est un ensemble de rayons lumineux. [...]

[...] Lentilles minces : - Dans le cadre du programme seules les lentilles dites minces seront étudiées. - Une lentille est dite mince lorsque son épaisseur est faible devant son rayon de courbure. Remarque : une lentille mince, ne signifie pas qu'elle a des bords minces. - Les lentilles minces convergentes sont à bords fins ; - Les lentilles minces divergentes sont à bords épais. III) Caractéristiques des lentilles minces : Le centre optique : Le centre optique d'une lentille mince est le point d'intersection de cette lentille et son axe optique noté O. [...]

[...] Faire un schéma : - Tout rayon lumineux (noir sur le schéma) passant par le centre optique de la lentille mince n'est pas dévié. - Tout rayon lumineux (bleu) incident parallèle à l'axe optique principal d'une lentille convergente émerge en passant par le foyer principal image F'. - Tout rayon lumineux incident (rouge) qui passe par le foyer principal objet F d'une lentille mince convergente émerge parallèlement à l'axe principal. Relation de conjugaison dite de Descartes (voir AE) : AB est un objet et A'B' son image nette à travers une lentille de distance focale OF'. [...]