A-CD-EFG-LM-Z
A-C
Axe Principal

Étant donné un système optique centré, c'est à dire qui possède un axe de symétrie de révolution, qui traverse l'espace objet réel et l'espace image réelle. On appelle axe principal du système cet axe de symétrie.

Exemple : Lentille convergente.

Contre-exemple : Une lentille cylindrique possède un axe de révolution mais n'est pas un système centré.

Centre Optique

Dans l'approximation des lentilles minces, le centre optique est le point où l'axe principal traverse la lentille, considérée comme infiniment mince.

Les rayons qui passent par le centre optique ne sont pas déviés.

On peut le comprendre en considérant que dans la zone du centre, une telle lentille est équivalente à une lame à faces parallèles d'épaisseur quasi-nulle.

Conditions de GAUSS

Un système est utilisé dans les conditions de Gauss, lorsque les rayons qui le traversent sont peu inclinés sur l'axe principal ( rayons paraxiaux).

On peut alors considérer valable l'approximation qui permet de confondre l'angle d'incidence et son sinus (a~sina).

Dans ces conditions, il y a stigmatisme pour les points objet et image.

Ce stigmatisme est dit approché car il nécessite les conditions de Gauss pour être réalisé.

C'est en 1841 que Gauss a, le premier, présenté un exposé sur la formation des images dans cette approximation. Depuis, on emploie également les termes d'approximation de Gauss ou d'optique Gaussienne.

Conjugués

Les points A et A' sont dits conjugués, par un système optique, lorsque A' est l'image de A. Le système est alors stigmatique pour les points A et A'.

Les plans P et P' sont dits conjugués, lorsque tout point du plan P possède une image dans le plan P'.

D-E
Distance focale d'une lentille

C'est la mesure algébrique de OF' où O est le centre optique et F' le foyer principal image.

Elle est positive pour une lentille convergente.

Puissance intrinseque (ou vergence) d'une lentille

C'est l'inverse de la distance focale exprimée en mètres, elle s'exprime en dioptries.

La puissance intrinseque d'une loupe de (distance) focale 5 cm est de 20 dioptries.

Espace Image

Espace Image Réelle

L'espace image réel s'étend au delà de la face de sortie du système optique. Une image située dans cet espace hachuré est réelle. Les rayons y convergent en des points image. L'image réelle peut être observée directement ou bien recueillie sur un écran.

Espace Image Virtuelle

L'espace image virtuel s'étend en deçà de la face de sortie du système optique. Une image située dans cet espace grisé est virtuelle. C'est le prolongement des rayons en amont de la face de sortie, qui semblent venir des points image, une image virtuelle ne peut pas être recueillie sur un écran.

Espace Objet

Espace Objet Réel

L'espace objet réel s'étend en deçà de la face d'entrée du système optique. Un objet situé dans cet espace hachuré est réel : les rayons passent vraiment par le point A.

Espace Objet Virtuel

L'espace objet virtuel s'étend au delà de la face d'entrée du système optique. Un objet situé dans cet espace grisé est virtuel : c'est le prolongement des rayons en aval de la face d'entrée, qui convergent au point A.

F
Faisceau Lumineux

Un faisceau lumineux est constitué d'un ensemble de rayons.

Il peut être :

- parallèle si les rayons qui le constituent sont parallèles,

- convergent si les rayons qui le constituent, convergent vers un même point

- divergent si les rayons qui le constituent, semblent provenir d'un même point.

Remarque :

Un faisceau convergent devient un faisceau divergent après passage par le point de convergence.

Formule de Gullstrand

Chacun des deux systèmes sera caractérisé par :

  • ses foyers objet et image et pour le premier système, et pour le deuxième système.

  • ses points principaux objet et image : et pour le premier, et pour le deuxième.

  • ses distances focales objet et image : et pour le premier, et et pour le deuxième.

Le premier système sépare les milieux d'indice et tandis que le deuxième sépare les milieux d'indice et .

L'ensemble des deux systèmes est caractérisé par une distance définie par : que l'on appelle intervalle optique.

Détermination de la vergence de l'ensemble des deux systèmes :

Les vergences de chacun des systèmes sont données par :

tandis que la vergence de l'ensemble des deux systèmes est donnée par la formule de Gullstrand :

Foyers

Un foyer image est le point où convergent, après traversée du système optique, les rayons d'un faisceau parallèle. Il est dit principal sur l'axe principal, et secondaire en dehors de cet axe.

Un foyer objet est le point d'où partent les rayons qui, après traversée du système optique, forment un faisceau parallèle. Il est dit principal sur l'axe principal, et secondaire en dehors de cet axe.

Dans l'approximation des lentilles minces, l'ensemble des foyers secondaires et le foyer principal sont tous situés dans un plan de front appelé plan focal.

G-L
Grandissement

Le grandissement est un nombre algébrique, rapport entre les dimensions de l'image et de l'objet :

Lorsque le système est aplanétique, l'image d'un objet situé dans un plan de front est également dans un plan de front. Le grandissement mesuré dans ces conditions est un grandissement transverse.

Le grandissement longitudinal (ou axial) est le rapport algébrique des dimensions de l'image et de l'objet prises suivant l'axe principal du système optique.

Le grandissement, parfois appelé grandissement linéaire ne doit pas être confondu avec le grossissement qui fait référence à des angles.

Image

On appelle image d'un objet par un système optique, l'ensemble des images des points de l'objet.

On appelle image d'un point, la zone de convergence des rayons, après traversée du système optique (image réelle) ou la zone d'où les rayons semblent provenir (image virtuelle). Lorsque cette zone se réduit à un point, le système est dit stigmatique.

En pratique, l'image ressemble à l'objet (sinon le système ne présente pas d'intérêt), elle peut être

  • agrandie : plus grande que l'objet ( |grandissement| >1) ;

  • rapetissée : plus petite que l'objet ( |grandissement| <1) ;

  • droite : dans le même sens que l'objet (grandissement >0) ;

  • renversée : dans le sens contraire à l'objet (grandissement <0) ;

  • déformée : un système qui déforme parce qu'il n'a pas le même grandissement dans différentes directions provoque une anamorphose (ex : glace déformante) ;

  • floue

Lentille mince

Une lentille dont l'épaisseur au centre optique est négligeable devant les rayons de courbure des dioptres qui la limitent est dite mince. Dans le cas contraire c'est une lentille épaisse.

Approximation des lentilles minces

Une lentille mince peut être représentée par une lentille infiniment mince lorsqu'on étudie ses propriétés pour des distances [lentille-objet] ou [lentille-image] grandes devant l'épaisseur de la lentille. C'est ce qui est fait dans le cadre de l'optique géométrique élémentaire et en particulier dans l'atelier-schéma.

M-Z
Objet

En optique, on appelle objet tout ensemble de points lumineux. Il peut s'agir d'une source primaire qui produit de la lumière (ex : soleil, étoiles, filament de lampe allumée, écran de télévision ou d'ordinateur en fonction), ou d'une source secondaire qui diffuse une partie de la lumière qu'elle reçoit (ex : lune, planètes, la plupart des objets qui nous entourent lorsqu'ils sont éclairés).

On considère, en général, des objets plans situés dans des plans de front de systèmes optiques.

Dans des systèmes composés on pourra considérer qu'une image produite par une première partie du système est un objet pour le reste du système.

Objet Réel

Un objet réel est un objet situé en avant de la face d'entrée du système optique, dans l'espace objet réel.

Des rayons (bien réel) partent des points qui constituent cet objet vers la face d'entrée du système optique.

Avec une loupe, des lunettes correctrices, ou un télescope, on observe des objets réels.

Dans un système optique composé, une image, formée par une première partie du système, peut être considéré comme un objet réel pour la seconde partie si l'image en question est située en avant de cette seconde partie.

Positif

L'image et l'objet se déplacent toujours dans le même sens que la lentille qu'elle soit convergente ou divergente.