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Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Sciences fondamentales A 190 1 Optique géométrique par Michel HENRY Agrégé de Physique Maître-assistant à l’Université Pierre-et-Marie-Curie (Paris VI) ous admettons que la lumière est une onde électromagnétique, se propageant dans le vide à la vitesse c , voisine de 300 000 km/s. L’aspect ondulatoire ne se manifeste que dans les phénomènes d’interférences et de diffraction ; nous pouvons, en première approximation, négliger ces phéno- mènes et limiter notre étude à celle des trajectoires de l’énergie lumineuse : cette approximation est appelée optique géométrique et est historiquement la partie la plus ancienne de l’optique, illustrée par les travaux de Leuvenhoek, de Des- cartes, de Snell, pour ne citer qu’eux. 1. Lois générales ........................................................................................... A 190 - 2 1.1 Approximation de l’optique géométrique. ................................................ 2 1.2 Principes généraux. ..................................................................................... 2 1.2.1 Principe de Fermat. ............................................................................. 2 1.2.2 Lois de Descartes. ............................................................................... 3 1.2.3 Exemple d’application : le prisme. .................................................... 3 1.3 Stigmatisme et aplanétisme. ...................................................................... 4 1.3.1 Définition du stigmatisme. ................................................................. 4 1.3.2 Exemples de surfaces stigmatiques. ................................................. 4 1.3.3 Aplanétisme . ....................................................................................... 4 1.3.4 Stigmatisme approché. Conditions de Gauss. ................................. 4 2. Systèmes optiques centrés ................................................................... 5 2.1 Dioptre sphérique. ....................................................................................... 5 2.1.1 Stigmatisme et aplanétisme. ............................................................. 5 2.1.2 Relation de conjugaison. .................................................................... 6 2.2 Systèmes centrés. ........................................................................................ 6 2.2.1 Éléments cardinaux. ........................................................................... 6 2.2.2 Constructions géométriques . ............................................................ 7 2.2.3 Relations de conjugaison. .................................................................. 7 2.3 Notions de focométrie. ................................................................................ 8 2.3.1 Lentilles minces . ................................................................................. 8 2.3.2 Systèmes épais. .................................................................................. 8 2.4 Traitement matriciel de l’optique paraxiale. .............................................. 9 2.4.1 Définitions . .......................................................................................... 9 2.4.2 Utilisation des matrices. ..................................................................... 10 2.5 Formation des images dans une lentille selon la théorie ondulatoire. 11 3. Instruments d’optique ............................................................................ 12 3.1 Grandeurs caractéristiques ou qualités. .................................................... 12 3.1.1 Champ d’un instrument d’optique. ................................................... 12 3.1.2 Grandissement. Grossissement. Puissance . .................................... 12 3.1.3 Pouvoir séparateur . ............................................................................ 13 3.1.4 Champ en profondeur. ....................................................................... 13 3.1.5 Clarté. ................................................................................................... 14 3.2 Aberrations des systèmes centrés . ............................................................ 14 3.2.1 Fonction d’aberration. ........................................................................ 14 3.2.2 Aberrations géométriques. ................................................................ 15 3.2.3 Aberrations chromatiques . ................................................................ 15 3.2.4 Correction des aberrations . ............................................................... 16 3.3 L’œil. .............................................................................................................. 16 3.3.1 Accommodation. Amplitude dioptrique. .......................................... 16 3.3.2 Défauts de la vision . ........................................................................... 17 3.3.3 Acuité visuelle. .................................................................................... 17 Pour en savoir plus ........................................................................................... Doc. A 190 N
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OPTIQUE GÉOMÉTRIQUE _________________________________________________________________________________________________________________ Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. A 190 2 © Techniques de l’Ingénieur, traité Sciences fondamentales 1. Lois générales 1.1 Approximation de l’optique géométrique Il est possible de retrouver tous les résultats de l’optique géométrique à partir des équations de Maxwell (article Équations aux dérivées partielles [A 650] dans le traité Sciences fondamentales). Il est plus simple, et aussi précis dans la plupart des cas, de partir de la notion de
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This note was uploaded on 11/25/2010 for the course PHYSICS 13269875 taught by Professor Beya during the Winter '10 term at Nevada State College.

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