La vision des objets

Résumé du document

A) NOTION DE RAYON LUMINEUX

Peut-on obtenir un faisceau de lumière infiniment fin ?
Limitons l'étendue d'un faisceau lumineux par un diaphragme.
En fermant le diaphragme, nous isolons un faisceau lumineux de plus en plus fin ; il est appelé pinceau lumineux.
Expérimentalement, il est impossible d'obtenir un pinceau lumineux infiniment fin, c'est-à-dire un rayon lumineux.
En effet, lorsque l'ouverture devient très petite, le faisceau s'élargit : c'est le phénomène de diffraction.
Il est visible à l'oeil nu pour une ouverture dont la dimension est de l'ordre de quelques longueurs d'ondes.
Un rayon lumineux est un outil de l'optique géométrique : la construction géométrique du trajet suivi par la lumière permet l'étude de différents phénomènes et systèmes optiques.
Un faisceau lumineux est constitué d'un ensemble de rayons lumineux indépendants les uns des autres.
Le rayon lumineux est toujours fléché dans le sens de la propagation de la lumière.

B) PROPAGATION DE LA LUMIERE DANS UN MILIEU HOMOGENE

Dans un milieu homogène, isotrope et transparent, la lumière se propage en ligne droite.
Un milieu homogène possède les mêmes caractéristiques en tout point.
Un milieu isotrope possède les mêmes propriétés dans toutes les directions.
Un milieu est transparent si la lumière le traverse sans être absorbée.
A la surface de séparation de deux milieux homogènes, les rayons lumineux vérifient les lois de Descartes de la réfraction.
Première loi : les rayons incidents et réfractés sont contenus dans le plan d'incidence (plan contenant le rayon incident et la normale à la surface de séparation en I).
Seconde loi : (...)

Extraits

[...] Il est visible à l'œil nu pour une ouverture dont la dimension est de l'ordre de quelques longueurs d'ondes. Un rayon lumineux est un outil de l'optique géométrique : la construction géométrique du trajet suivi par la lumière permet l'étude de différents phénomènes et systèmes optiques. Un faisceau lumineux est constitué d'un ensemble de rayons lumineux indépendants les uns des autres. Le rayon lumineux est toujours fléché dans le sens de la propagation de la lumière. Propagation de la lumière dans un milieu homogène Dans un milieu homogène, isotrope et transparent, la lumière se propage en ligne droite. [...]

[...] Seconde loi : l'angle d'incidence i1 et l'angle de réfraction i2 vérifient la relation : n1·sin i1 = n2·sin i2 Remarque : d'après la seconde loi de Descartes, l'égalité suivante est vérifiée : n1 / n2 = sin i2 / sin i1. Par conséquent, si n1>n2 (par exemple, lors du passage de l'air au verre), alors sin i1i2. Propagation de la lumière dans un milieu non homogène Dans un milieu non homogène, le faisceau lumineux suit une trajectoire qui n'est pas rectiligne. Découpons le milieu non homogène en une succession de couches très étroites, d'indices différents. [...]