Aberrations chromatiques et géométriques - Caba72@free.fr
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Sciences BMA Ébénisterie 1/3 Ch. 5. <strong>Aberrations</strong> <strong>chromatiques</strong> <strong>et</strong> <strong>géométriques</strong><br />
5. <strong>Aberrations</strong> <strong>chromatiques</strong> <strong>et</strong><br />
<strong>géométriques</strong><br />
1. Observation d'aberrations <strong>chromatiques</strong><br />
Résumé<br />
Matériel Schéma du montage<br />
Banc d'optique constitué de :<br />
- source lumineuse 12 V 50 W<br />
- support mobile avec lentille<br />
convergente de focale 50 mm<br />
où la partie centrale est<br />
cachée par un disque noir de<br />
Ø 40 mm, pour une lentille de<br />
Ø 50 mm.<br />
- support écran mobile<br />
Observer les bords de l'image<br />
obtenue sur l'écran<br />
Image obtenue :<br />
En optique géométrique, l'aberration chromatique désigne une<br />
aberration optique qui produit une image floue <strong>et</strong> aux contours irisés.<br />
La cause de c<strong>et</strong>te aberration est généralement la variation de l'indice de<br />
ré<strong>fr</strong>action du matériau composant les lentilles en fonction de la longueur<br />
d'onde de la lumière qui les traverse. Il en résulte une distance focale<br />
variable, de sorte que la mise au point ne peut être effectuée<br />
simultanément pour toutes les couleurs du spectre. Si, par exemple, la<br />
mise au point est effectuée pour le rouge, le bleu est alors flou : l'image<br />
d'un obj<strong>et</strong> blanc présente alors sur ses bords une irisation bleutée.<br />
En photographie <strong>et</strong> en astronomie, l'aberration chromatique est un<br />
problème récurrent qui se résout de différentes manières :<br />
• ajout d'un filtre laissant passer une bande spectrale étroite ;<br />
• utilisation préférentielle de miroirs (télescope) qui ne présentent<br />
pas d'aberration chromatique (mais une aberration de sphéricité<br />
ou des aberrations de champ) ;<br />
• utilisation de verre optique de grande qualité, perm<strong>et</strong>tant de<br />
réduire la variation de l'indice de ré<strong>fr</strong>action sur le spectre<br />
visible.<br />
• Utiliser un simple pare-soleil sur votre objectif, de façon à<br />
empêcher les rayons parasites de gâcher l'image.<br />
L'œil peut également présenter des aberrations <strong>chromatiques</strong> qui sont<br />
détectées chez l'ophtalmologiste par un test de vision avec plusieurs<br />
filtres colorés.<br />
Source<br />
Lentille<br />
Écran<br />
A O A'<br />
Compte rendu de l'expérience :<br />
Exercices<br />
Exemple d'aberration chromatique<br />
F' b F' r<br />
Principe de l'aberration chromatique
Sciences BMA Ébénisterie 2/3 Ch. 5. <strong>Aberrations</strong> <strong>chromatiques</strong> <strong>et</strong> <strong>géométriques</strong><br />
Le vign<strong>et</strong>tage :<br />
On observe un obscurcissement des bords ou des angles de l'image <strong>et</strong> la<br />
transition entre la partie centrale <strong>et</strong> les bords (assombris) est<br />
progressive.<br />
2. Observation d'aberrations <strong>géométriques</strong><br />
Matériel Schéma du montage<br />
Banc d'optique constitué de :<br />
- source lumineuse 12 V 50 W<br />
- obj<strong>et</strong> : diapo muni d'un quadrillage transparent posé<br />
sur la source<br />
- lentilles convergentes de différentes focales<br />
- support écran mobile<br />
Exemples d'images obtenues :<br />
focale 200 mm focale 100 mm focale 50 mm<br />
L'aberration sphérique est le défaut optique dû au fait que les rayons<br />
lumineux qui passent par les bords de la lentille d'un objectif ne<br />
convergent pas sur le même plan que les rayons passant par le centre. Dans<br />
ce cas, l'image ne peut pas être n<strong>et</strong>te en même temps au centre <strong>et</strong> sur les<br />
bords.<br />
Distorsion en barill<strong>et</strong> :<br />
L'objectif produit une image plus grande de la partie centrale du suj<strong>et</strong>. En<br />
conséquence, les lignes droites du suj<strong>et</strong> sont incurvées vers l'extérieur.<br />
Distorsion en croissant ou en coussin<strong>et</strong> :<br />
L'objectif produit une image plus p<strong>et</strong>ite de la partie centrale du suj<strong>et</strong>. En<br />
conséquence, les lignes droites du suj<strong>et</strong> sont incurvées vers l'intérieur.<br />
Source<br />
Lentille<br />
Écran<br />
A O A'
Sciences BMA Ébénisterie 3/3 Ch. 5. <strong>Aberrations</strong> <strong>chromatiques</strong> <strong>et</strong> <strong>géométriques</strong><br />
A r<strong>et</strong>enir Début Exercices<br />
1. L'aberration chromatique désigne une aberration optique qui produit une image floue <strong>et</strong> aux<br />
contours irisés.<br />
Le vign<strong>et</strong>tage : on observe une image où la densité lumineuse s'atténue quand on s'éloigne du<br />
centre de l'image<br />
2. L'aberration sphérique est le défaut optique dû au fait que les rayons lumineux qui passent par<br />
les bords de la lentille d'un objectif ne convergent pas sur le même plan que les rayons passant<br />
par le centre. Cela se traduit par des déformations de l'image :<br />
- n<strong>et</strong>t<strong>et</strong>é des contours différente au centre <strong>et</strong> au bord de l'image<br />
- distorsion en barill<strong>et</strong>,<br />
- distorsion en coussin<strong>et</strong>.<br />
Exercices Début Résumé<br />
Exercice : Pour enrichir, consulter le site WEB :<br />
http://www.linternaute.com/photo_numerique/dossier/aberrations/index.shtml<br />
SOMMAIRE<br />
Les aberrations <strong>géométriques</strong> :<br />
● La distorsion en barill<strong>et</strong> ou en coussin<strong>et</strong><br />
● Les aberrations sphériques<br />
● La coma<br />
● L'astigmatisme<br />
Les aberrations <strong>chromatiques</strong> :<br />
● Le vign<strong>et</strong>tage<br />
● Le flare<br />
● Le moiré<br />
● Le blooming <strong>et</strong> le smear<br />
Les aberrations liées à la numérisation des images :<br />
● Le bruit<br />
● La compression