Optique géométrique
Optique géométrique est une simulation interactive gratuite de StudyFi Lab. Elle fonctionne directement dans le navigateur, sans inscription ni installation.
Lentilles, miroirs, réfraction et prisme
Expériences
Lentille convergente
Une lentille convergente dévie les rayons parallèles vers son foyer F′. Trois rayons particuliers donnent l’image : le rayon parallèle à l’axe passe par F′, le rayon passant par le centre n’est pas dévié et le rayon passant par F ressort parallèle à l’axe. On a la relation de conjugaison 1/f = 1/dₒ + 1/dᵢ et le grandissement γ = −dᵢ/dₒ.
Essaie ceci: Place l’objet à 2f : l’image a la même taille et elle est renversée. Rapproche-le ensuite à l’intérieur de la distance focale.
Lentille divergente
Une lentille divergente écarte les rayons comme s’ils venaient du foyer F′ situé du côté de l’objet. Leurs prolongements vers l’arrière (en pointillés) se coupent de ce côté : l’image est toujours virtuelle, droite et plus petite. La distance focale est négative et 1/f = 1/dₒ + 1/dᵢ reste valable.
Essaie ceci: Éloigne l’objet, puis colle-le à la lentille : l’image reste entre la lentille et F′ et ne se retourne jamais.
Miroir concave
Un miroir concave renvoie les rayons parallèles vers son foyer F, à mi-chemin du centre de courbure (f = R/2). Le rayon qui frappe le sommet se réfléchit avec le même angle et le rayon passant par F repart parallèle à l’axe. La relation 1/f = 1/dₒ + 1/dᵢ s’applique aussi ; l’image réelle se forme devant le miroir.
Essaie ceci: Place l’objet entre F et le miroir : tu obtiens une image droite et agrandie derrière lui, comme dans un miroir grossissant.
Miroir convexe
Un miroir convexe renvoie les rayons en les écartant, comme s’ils venaient d’un foyer situé derrière le miroir. Leurs prolongements se coupent derrière lui : l’image est toujours virtuelle, droite et plus petite. La distance focale est négative et 1/f = 1/dₒ + 1/dᵢ s’applique ; c’est pourquoi on installe ces miroirs aux carrefours et sur les voitures, pour un large champ de vision.
Essaie ceci: Raccourcis la distance focale (miroir plus bombé) : l’image rapetisse et le miroir montre une plus grande partie des alentours.
Réfraction et réflexion totale
À la frontière entre deux milieux, un rayon est en partie réfléchi et en partie réfracté selon la loi de Snell-Descartes, n₁ · sin θ₁ = n₂ · sin θ₂. En entrant dans un milieu plus réfringent il se rapproche de la normale, dans un milieu moins réfringent il s’en écarte. Vers le milieu moins réfringent, au-delà de l’angle limite θc = arcsin(n₂/n₁), le rayon réfracté disparaît : c’est la réflexion totale.
Essaie ceci: Mets de l’eau en haut et de l’air en bas, puis augmente l’angle : au-delà de 48,8°, toute la lumière est réfléchie.
Dispersion par un prisme
L’indice de réfraction du verre dépend de la longueur d’onde : d’après la formule de Cauchy n(λ) = A + B/λ², il est plus grand pour le violet que pour le rouge. Le prisme dévie donc chaque couleur différemment et la lumière blanche s’étale en un spectre. La déviation D = θ₁ + θ₂ − A est la plus grande pour le violet.
Essaie ceci: Fais tourner le prisme et cherche la déviation minimale : le faisceau traverse alors le verre parallèlement à la base.
Questions fréquentes
Qu’est-ce que Optique géométrique ?
Optique géométrique est une simulation interactive gratuite de StudyFi Lab. Elle fonctionne directement dans le navigateur, sans inscription ni installation. Lentilles, miroirs, réfraction et prisme
Optique géométrique est-il gratuit ?
Oui. Optique géométrique est entièrement gratuit. Il fonctionne dans le navigateur sur ordinateur, tablette et téléphone, sans compte.
Que puis-je explorer dans Optique géométrique ?
Lentille convergente, Lentille divergente, Miroir concave, Miroir convexe, Réfraction et réflexion totale, Dispersion par un prisme.
Que montre l’expérience « Lentille convergente » ?
Une lentille convergente dévie les rayons parallèles vers son foyer F′. Trois rayons particuliers donnent l’image : le rayon parallèle à l’axe passe par F′, le rayon passant par le centre n’est pas dévié et le rayon passant par F ressort parallèle à l’axe. On a la relation de conjugaison 1/f = 1/dₒ + 1/dᵢ et le grandissement γ = −dᵢ/dₒ.
Que montre l’expérience « Lentille divergente » ?
Une lentille divergente écarte les rayons comme s’ils venaient du foyer F′ situé du côté de l’objet. Leurs prolongements vers l’arrière (en pointillés) se coupent de ce côté : l’image est toujours virtuelle, droite et plus petite. La distance focale est négative et 1/f = 1/dₒ + 1/dᵢ reste valable.
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