Chapitre 8
Instruments d’optique
Instrument d’optique
L’oeil
Instrument d’optique
L’œil (2)
pigments
pigments bâtonnet
cône
Bâtonnet: Contraste et luminosité
Cônes (3: opsine L,M,S) : couleur = (rouge L,vert M, bleu S)
Instrument d’optique
L’oeil
Modèle simplifié
Ecran
= rétine Lentille convergente
= cristallin
O
L’œil est assimilé à une lentille mince convergente et un écran.
La distance lentille-écran est fixe.
La distance focale de l’œil est donc variable.
A d B
L’angle sous lequel l’œil nu voit un objet AB situé à une distance d
= diamètre apparent
Instrument d’optique
L’œil: PP et PR
L’œil au repos voit net sans accommoder à une distance maximale Dm, le PR (Punctum Remotum).
En accommodant l’œil peut voir nettement à un distance minimale dm, le PP (Punctum Proximum).
âge enfant 30 ans 40 ans
dm (PP) 7-8 cm 15 cm 25 cm
Un œil sans défaut est qualifié d’emmétrope.
PR=infini ; PP= 25cm (adulte) Le PP varie avec l’âge:
Instrument d’optique
L’œil: les défauts
Astigmatisme: vision trouble de prés et de loin Cause : mauvaise courbure de l’œil.
Correction: lentille non sphérique.
Instrument d’optique
L’œil: les défauts
Correction: lentille divergente.
Myopie: vision trouble de loin : l’image se forme avant la rétine Cause : le cristallin est trop convergent ou l’œil trop profond
Instrument d’optique
L’œil: les défauts
Hypermétropie: vision trouble à toute distance : l’image se forme après la rétine Cause : le cristallin n’est pas assez convergent ou l’œil trop étroit
Correction: lentille convergente
Instrument d’optique
La loupe
F O F’
A B
A’
B’
’
Puissance intrinsèque:
1
i
' P f
(P pour objet à l’infini) Puissance:
' '
'
diamètre apparent de l image P AB taille de l objet
C’est une lentille convergente qui donne une image droite et virtuelle d’un objet
Association de lentilles
Construction des rayons lumineux
F1 O1
F1’
A B
F2
O2
F2’
L1 L2
A1
B1 A’
B’
On procède en autant d’étape qu’il y a de lentilles
On trace l’image de l’objet à travers la première lentille puis cette image devient l’objet pour la deuxième lentille et ainsi de suite
Association de lentilles
Construction des rayons lumineux (2)
F1 O1 F1’
A B
F’2 O2 F2
L1 L2
A1
B1
A’
B’
Association de lentilles
Utilisation des formules de conjugaison
Comme pour le tracé des rayons lumineux on procède en étapes successives
'
2 1
1
A
A
A
L LSoit A’ l’image d’un objet A à travers deux lentilles L1 et L2.
1
1 A
A L 1ere étape:
1 1 1
1
1
'
1 1
1
F O A
O A
O
2 2 1 2'
21 1
' 1
F O A
O A
O
'
2
1 A
A L 2e étape:
On en déduit O1A1 On cherche O2A' Il nous faut O2A1
On connaît et O1A1 O1O2
2 1 1
1 2
1O O A AO
O Et
Association de lentilles
Grandissement et distance focale '
2 1
1
A
A
A
L LAB B A
L
1 1
1 1 1
' '
2
A B
B A
L
2 1
1 1 1
1
' ' '
'
L L
total
AB B A B
A B A AB
B A
Distance focale pour deux lentilles séparées par une distance e:
1 2 1 2
1 1 1
' ' ' ' '
e
f f f f f
Lentilles accolées (e=0):
1 1 1
' ' '
f f f
Association de lentilles
Application : la lunette astronomique
Association de lentilles
Application : la lunette astronomique
Exercice 1
Association de lentilles
Application : le microscope
Association de lentilles
Application : la lunette astronomique
Exercice 2
Association de lentilles
Application : le microscope
Fonctionnement normal A1B1 placé en F2 : A’B’ rejeté à l’infini par l’oculaire
pas d’accommodation : observation sans fatigue.
F1 O1 F1’
A B
F2 O2 F2’
L1 L2
A1
B1
B’ à l’
Δ
