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

Nous avons jusqu’à maintenant défini d'une manière générale les
"systèmes optiques" sans toutefois en préciser les différents éléments
constitutifs qui peuvent être des dispositifs à faces planes, à faces sphériques
ou une combinaison de ces dispositifs de formes diverses.
Dans ce chapitre, on s’intéressera aux systèmes plans dont les éléments
essentiels sont le miroir plan et le dioptre plan. Le miroir plan, en particulier,
constitue une structure clef dans de nombreux dispositifs optiques ; il est
utilisé pour diriger un faisceau lumineux, pour le capter et le focaliser. Dans
les régions du spectre électromagnétique (U.V. et I.R.) où les systèmes
optiques à base de verre ne sont plus transparents, les montages optiques
utilisent les miroirs pour véhiculer les faisceaux. On utilise souvent des
montages associant plusieurs miroirs agencés suivant des géométries variées
pour tourner la direction des faisceaux ou leur faire changer de sens. Dans
l’étude des miroirs on retrouve le concept de l’image virtuelle qui est à
l’origine de nombreuses applications.
Le dioptre plan constitue, quant à lui, le système le plus familier et le plus
naturel ; il est constitué de deux milieux transparents inégalement réfringents
séparés par une surface plane et donnant toujours une image qui a la même
dimension que l’objet . A la différence du miroir, les rayons incidents sont
réfractés, ce qui est à l’origine d’une illusion d’optique. Ainsi, lorsqu’un
pêcheur regarde un poisson dans l’eau, il voit l’image virtuelle du poisson
qui semble située, pour l’œil, dans la direction du rayon incident.
Enfin, l’association de deux dioptres plans donne ce qu’on appelle une
lame à faces parallèles dont l’application principale, lorsqu’elle est utilisée
dans les conditions de Gauss, est le déplacement, dans la même direction,
des rayons incidents.
1. Le miroir plan
Un miroir est une surface capable de réfléchir presque en totalité la
lumière incidente. On obtient des miroirs de bonne qualité en taillant une
surface de verre à la forme souhaitée ( plane, sphérique, paraboloïdique, … )
et en déposant sur cette surface une pellicule métallique soit par voie
chimique soit par évaporation sous vide. L'argent est le métal idéal pour la
réalisation de miroirs car il possède un pouvoir réflecteur élevé.