Optique géométrique
L’optique géométrique modélise la propagation de la lumière, la réflexion, la réfraction et la formation des images.
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Rayons et propagation
Modélisation
Le rayon lumineux représente la direction de propagation de la lumière dans un modèle simple.
- Un faisceau regroupe plusieurs rayons.
- La propagation est rectiligne dans un milieu homogène transparent.
- Le modèle sert à construire les images.
Milieu et domaine
- Un changement de milieu peut dévier la lumière.
- L’indice de réfraction caractérise le milieu.
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Réflexion et réfraction
Lois de Snell-Descartes
Les angles se mesurent par rapport à la normale ; la réflexion conserve l’angle.
Prévoir la déviation
Indice plus faible
- Le rayon s’écarte de la normale.
- La déviation reste dans le milieu réfracté.
Indice plus grand
- Le rayon se rapproche de la normale.
- Une réflexion totale interne peut apparaître.
Réflexe-mémo
INC aide à retenir : incidence, normale, calcul des angles.
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Lentilles minces
Repères utiles
Rayons remarquables
- 1
Un rayon parallèle sort par le foyer image.
- 2
Un rayon passant par le centre optique n’est pas
Nature des lentilles
Convergente
- Elle rassemble les rayons.
- Elle peut former une image réelle.
Divergente
- Elle écarte les rayons.
- Elle donne souvent une image virtuelle.
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Conjugaison
Relation utile
Cette relation relie objet, image et focale pour une lentille mince.
Construction rapide
Un objet est placé devant une lentille mince convergente ; on cherche l’image.
- Tracer un rayon parallèle à l’axe.
- Tracer un rayon issu du centre optique.
- Repérer leur intersection ou leurs prolongements.
La méthode donne la position de l’image sans calcul lourd.
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Grandissement et instruments
Relation d’échelle
Le grandissement compare la taille de l’image à celle de l’objet.
Interprétation
- Un grandissement positif indique une image droite.
- Un grandissement négatif indique une image renversée.
Instruments d’optique
| Instrument | Rôle | Idée clé |
|---|---|---|
| Œil | Former l’image sur la rétine | La mise au point ajuste la netteté. |
| Loupe | Observer plus grand | L’objet est placé entre la lentille et son foyer objet. |
| Microscope | Observer très petit | Deux lentilles augmentent |
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Révision express
Practice
- Pourquoi la normale sert-elle de référence pour les angles ?
- Quelle lentille peut former une image virtuelle ?
- Que signifie un grandissement négatif ?
Résumé
- Le rayon lumineux modélise la propagation rectiligne.
- Snell-Descartes prévoit réflexion et réfraction.