Optique géométrique

• Lois des réflexion, réfraction : Snell-Descartes
  un rayon incident (i) est partiellement réfléchi (r) et transmis (t)
  chaque milieu est caractérisé par sa vitesse de la lumière (v) :
  indice de réfraction n = c / v ≥ 1   (avec c vitesse dans le vide)
  réflexion : θ_r = θ_i
  réfraction : n_t sin θ_t = n_i sin θ_i
  
   
• lentilles optiques : convergente ou divergente
  Une lentille est caractérisée par sa distance focale (f ') mesurée en dioptries
  Faisceau lumineux arrivant de la gauche :

  convergente	divergente
  concentre la lumière	disperse la lumière
  f ' > 0	f ' < 0

  
  
• Loi des lentilles minces de Descartes :
  calcul de l'image (S₂) :
  formule algébrique : 1/S₂ − 1/S₁ = 1/f '   (attention aux signes)
  axe orienté vers la droite : objet (S₁ < 0 si objet à gauche)
  où f ' est la distance focale image ( f ' > 0 pour une lentille convergente )
  les foyers (f ' et f = −f ') sont situés à la même distance de chaque côté.
• calcul de la déviation des rayons lumineux par une lentille convergente :
  les rayons lumineux partent de l'objet situé en S₁
    et convergent vers l'image située en S₂
  
  exemple de l'oeil : le cristallin est la lentille et l'image (inversée) se forme sur la rétine.
• Utilisation d'une lentille convergente en loupe :
  Il faut placer l'objet entre le foyer f et la lentille
  
  l'image est du même côté que l'objet, plus éloignée et plus grande (de l'autre côté du foyer)
• Lentilles divergentes : ( f ' < 0 )
  
  l'image est du même côté que l'objet, plus proche et plus petite
• Objet/Image réel ou virtuel :
  réel : quand les rayons lumineux passent par l'objet/image : on peut le voir sur un écran
  virtuel : quand les rayons lumineux ne passent pas par l'objet/image : on ne peut pas le voir sur un écran
    les rayons lumineux semblent seulement provenir de l'objet/image virtuel (traits pointillés sur les schémas)
• Correction de la vue :
  Myopie : le cristallin converge trop, les objets lointains sont flous :
    il faut compenser par une lentille divergente ( f < 0 )
  exemples : pour voir net à l'infini,
    si on commence à voir flou à partir de 2 mètres, l'ophtalmologiste va prescrire des verres de −0,5 dioptrie
    si on commence à voir flou à partir de 0,5 mètre, l'ophtalmologiste va prescrire des verres de −2 dioptries
    si on commence à voir flou à partir de D mètres, l'ophtalmologiste va prescrire des verres de −1/D dioptries
  Hypermétropie : le cristallin ne converge pas assez, les objets proches sont flous :
    il faut compenser par une lentille convergente ( f > 0 )
    exemple d'ordonnance : +1 dioptrie
  Presbytie : comme l'hypermétropie, mais due au durcissement du cristallin avec l'âge.
  Astygmatisme : défauts de vision précédents mais variant selon la direction (verticale, horizontale . . .)

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