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Cette fiche reprend certaines notions de la fiche “Rappels de cours - Partie I” et a été conçue comme étant la suite de celle-ci. Il est donc fortement recommandé de consulter les deux fiches pour avoir une vue d’ensemble des notions abordées en Physique au premier semestre.
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La distance entre le centre optique d’un dioptre ou d’une lentille et l’un de ses foyers est appelée “distance focale”. On définit ainsi une distance focale objet (distance entre le centre optique et le foyer objet, généralement notée $OF$) et une distance focale image (distance entre le centre optique et le foyer image, généralement notée $OF'$).
Le signe de la valeur algébrique de ces distances est déterminé selon la position des foyers :
Ici, la flèche allant du centre $O$ au foyer $F$ est dans le même sens que celui de propagation des faisceaux lumineux le long de l’axe optique. La distance algébrique $\overline{OF}$ est positive.
Ici, la flèche allant du centre $O$ au foyer $F$ est à contre-sens du sens de propagation des faisceaux lumineux le long de l’axe optique. La distance algébrique $\overline{OF}$ est négative.
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Dans le cas d’une lentille, les foyers sont symétriques (à équidistance du centre optique). Ainsi : $\bold{\overline{OF}=-\space\overline{OF'}}$ (ceci n’est valable que dans le cas où les foyers sont à équidistance du centre optique).
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Foyer objet : Si les rayons incidents se croisent au foyer objet, ils ressortiront du dioptre ou de la lentille parallèlement à l’axe optique.
Foyer image : Si les rayons incidents arrivent parallèlement à l’axe optique, ils ressortiront du dioptre ou de la lentille en se croisant au foyer image.
Image virtuelle : Image observable uniquement à travers un appareil optique (comme un miroir ou une lentille). Elle est obtenue graphiquement en dessinant les prolongements des rayons réfléchis ou réfractés qui convergeront en un seul point. Les rayons semblent donc provenir d’un point $B'$.
Image réelle : Image obtenue lorsque les rayons lumineux convergent sur un écran ou sur un mur. On peut l’observer directement.
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Pour des angles “petits” (généralement pour les angles utilisés en optique géométrique), on peut approximer la valeur du sinus et de la tangente de l’angle $\theta$ à la valeur de l’angle en question : $\red{\sin(\theta)\approx\theta}$ et $\red{\tan(\theta)\approx\theta}$.
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L’angle limite, noté $\bold {i_{limite}}$, est défini tel que :
$$ n_1 \sin(i_{limite}) = \sin(\pi / 2 ) $$
L’angle limite est donc l’angle pour lequel le rayon incident ressort parallèlement au dioptre (on parle de “rayon rasant”), soit avec un angle de $\pi/2$ par rapport à la normale au dioptre.