Optique Géométrique - UVT e-doc - Université Virtuelle de Tunis

Un système optique est constitué d’un ensemble de surfaces, en général
de révolution (systèmes centrés), qui séparent (sauf s’il s’agit de miroirs) des
milieux transparents le plus souvent homogènes et isotropes d’indices de
réfraction variés. Ce système permet d’obtenir d’un objet lumineux, par luimême
ou convenablement éclairé, une "image" pouvant être réelle ou
virtuelle.
Lorsqu’un système optique donne une image nette et semblable à l’objet
on dit que ce système réalise un stigmatisme parfait. On verra, qu’à part le
miroir plan, les systèmes réels provoquent une déformation de l’image qu’on
appelle "aberration". Ces aberrations sont dues à de nombreux effets tels que
la diffraction, la déformation des ondes lumineuses initialement sphériques,
la variation de l’indice de réfraction avec la longueur d’onde (aberrations
chromatiques), … . On indiquera alors dans ce cas les conditions de
stigmatisme rigoureux exigées pour avoir une netteté parfaite et celles qui
permettent un stigmatisme approché et donc une image acceptable.
L’application du principe de Fermat permet un énoncé intéressant de la
condition de stigmatisme et autorise alors l’utilisation à bon escient de
chaque système dans les conditions les mieux adaptées à son
fonctionnement.
1. Systèmes optiques
1.1.Définition
Les systèmes optiques sont des successions de milieux transparents
séparés par des dioptres ou par des surfaces réfléchissantes.
Le plus souvent, les surfaces séparant les différents milieux présentent
une symétrie de révolution autour d'un axe.
1.2. Systèmes centrés
Un système centré est un système optique formé par une succession de
surfaces réfringentes ou réfléchissantes séparant des milieux transparents tel
que l’ensemble présente un axe de symétrie de révolution.
Cet axe de symétrie est appelé " axe optique " du système. Il est orienté
dans le sens de propagation de la lumière avant la traversée du système. Les
centres de toutes les surfaces sont alignés sur cet axe et la symétrie impose
que les surfaces planes soient disposées perpendiculairement à cet axe.