Optique : Principes de Réflexion, Réfraction, Miroirs et Lentilles

Loi de la réflexion

La loi de la réflexion se produit lorsque les rayons lumineux qui voyagent d'un milieu vers un autre de densité différente sont réfléchis, reproduisant l'image originale.

Miroirs plans

Les miroirs plans sont fréquemment utilisés. Ce sont ceux que nous utilisons tous les matins pour nous regarder. En eux, nous voyons notre reflet, une image qui n'est pas déformée.

Inversion de l'image

Lors de la réflexion, l'image peut être inversée (latéralement ou verticalement, selon le type de miroir).

Réfraction de la lumière

La réfraction de la lumière est le changement de direction expérimenté par un rayon lumineux lorsqu'il passe d'un milieu à un autre de densité optique différente.

Éléments clés de la réfraction

• Rayon incident : C'est celui qui atteint la surface séparant deux milieux.
• Rayon réfracté : Le rayon qui traverse le second milieu.
• Angle d'incidence : L'angle formé entre le rayon incident et la normale.
• Angle de réfraction : L'angle formé entre la normale et le rayon réfracté.
• Normale : C'est la ligne perpendiculaire à la surface séparant les deux milieux.

Types de réflexion

Réflexion spéculaire

Si la surface d'un matériau est microscopiquement plane et lisse, des réflexions brillantes (ou spéculaires) se produisent.

Réflexion diffuse

Si la surface d'un matériau est microscopiquement rugueuse et non lisse, des réflexions diffuses se produisent.

Types de miroirs

Miroir concave

La surface réfléchissante est à l'intérieur d'une calotte sphérique. Les faisceaux lumineux réfléchis convergent au foyer.

Miroir convexe

La surface réfléchissante est à l'extérieur d'une calotte sphérique. Les faisceaux lumineux réfléchis sont divergents, mais leurs extensions se coupent au foyer.

Types de lentilles

Lentilles convergentes

Ce sont celles qui agrandissent la taille apparente de l'objet observé. Une lentille convergente réfracte les rayons lumineux de manière à ce qu'ils convergent.

Lentilles divergentes

Ces lentilles ont la caractéristique d'être plus minces au centre qu'à la périphérie et de donner des images virtuelles d'objets réels (quelle que soit leur position). C'est pourquoi on ne peut pas utiliser la même méthode que celle employée pour déterminer la distance focale d'une lentille convergente.

Instruments d'optique

Loupe

Une loupe est un instrument d'optique dont la partie principale est une lentille convergente, utilisée pour obtenir une vue agrandie d'un objet.

Microscope

C'est un instrument pour la visualisation des objets qui sont trop petits pour être visibles à l'œil nu.

Lunette astronomique

Une lunette astronomique est un télescope optique qui permet d'observer des objets éloignés à l'aide d'un système de lentilles convergentes où la lumière est réfractée.