Diagrammes de rayon: règles de construction

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Description

Cette séance de cours fournit un rappel sur la construction de diagrammes de rayons en optique géométrique, en se concentrant sur les règles pour dessiner des images produites par des lentilles convergentes minces. L'instructeur explique les deux règles principales à l'aide d'exemples pratiques et souligne l'importance de maîtriser cette compétence pour interpréter les images et les modèles de diffraction en microscopie.

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Concepts associés (19)

L’optique géométrique est une branche de l'optique qui s'appuie notamment sur le modèle du rayon lumineux. Cette approche simple permet entre autres des constructions géométriques d’images, d’où son nom. Elle constitue l'outil le plus flexible et le plus efficace pour traiter les systèmes dioptriques et catadioptriques. Elle permet ainsi d'expliquer la formation des images. L'optique géométrique (la première théorie optique formulée) se trouve validée a posteriori par l'optique ondulatoire, en faisant l'approximation que tous les éléments utilisés sont de grande dimension devant la longueur d'onde de la lumière.

vignette|upright=2|Schéma optique d'une lentille avec son axe optique figuré en pointillés.|alt=Schéma optique d'une lentille avec son axe optique figuré en pointillés L’axe optique d'un système optique centré, ou axe principal, est l'axe de symétrie de rotation du système. Système optique Le concept d'axe optique n'a de raison d'être que dans un système dit « centré », c'est-à-dire dans lequel les différents éléments sont à symétrie de révolution, même s'ils ne sont pas sphériques.

vignette|upright=1.25|Schéma des points focaux objet et image pour une lentille épaisse avec les plans principaux P et P' interceptant l'axe optique. EFL est l'acronyme de Effective Focal Length, la focale étant déterminée comme . La notation V est utilisée ici car on regarde dans le plan vertical. On utiliserai H dans le plan horizontal. vignette|upright=1.25|Points nodaux N et N' pour lesquels le grandissement angulaire est de 1.

L'optique physique ou optique ondulatoire est la discipline qui étudie la lumière en la considérant comme étant une onde électromagnétique. L'optique ondulatoire s'attache plus particulièrement aux phénomènes affectant les ondes, comme les interférences et la diffraction. La lumière pour aller d'un point à un autre se propage avec une vitesse déterminée. La lumière en un point donné sera l'addition cohérente ou incohérente du champ électromagnétique en ce point à l'instant t.

L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, de son comportement et de ses propriétés, du rayonnement électromagnétique à la vision en passant par les systèmes utilisant ou émettant de la lumière. Du fait de ses propriétés ondulatoires, le domaine de la lumière peut couvrir le lointain UV jusqu'au lointain IR en passant par les longueurs d'onde visibles. Ces propriétés recouvrent alors le domaine des ondes radio, micro-ondes, des rayons X et des radiations électromagnétiques.