Optique géométrique


Instruments d'optique

 Classification des instruments

Il est habituel de classer les instruments en deux grandes catégories : ceux qui donnent une image virtuelle ou subjective et ceux qui donnent une image réelle ou objective.

Instruments subjectifs

Ce type d'instrument donne en général une image virtuelle souvent agrandie d'un objet très petit ou qui semble très petit car situé à grande distance de l'observateur.
Dans cette catégorie, on peut classer loupes, microscopes, viseurs, lunettes et téléscopes. Ces instruments (sauf la loupe) comportent un objectif et un oculaire.
L'objectif, convergent, donne de l'objet une image réelle qui est observée à travers un oculaire. Celui-ci donne une image virtuelle agrandie de l'image objective.

Instruments objectifs

Ces instruments donnent une image réelle d'un objet réel formée par un objectif.
On trouve dans cette catégorie les projecteurs, les objectifs photographiques et l'œil.

Caractéristiques d'un instrument

Les instruments sont caractérisés par diverses caractéristiques qui influent sur le choix de l'utilisateur.

  • Grandeur de l'image obtenue : selon les cas on la caractérise par le grandissement, le grossissement ou la puissance.
  • Le pouvoir séparateur qui correspond à la finesse des détails observables.
  • Le champ qui correspond à la portion de l'objet observable.
  • La clarté qui correspond au rapport entre les intensités lumineuses obtenes avec l'instrument et sans lui.

 Grandissement, Grossissement et Puissance.

Grandissement linéaire

C'est le rapport entre une dimension de l'objet et de la même dimension de l'image. Cette notion ne présente un intérêt que pour des images réelles d'objets situés à distance finie.

Puissance

Cette notion concerne les loupes et microscopes.
La puissance est définie comme le rapport entre l'angle θ' sous lequel on voit l'objet à travers l'instrument et la grandeur effective y de l'objet : P = θ' / y
L'angle étant exprimé en radian et la distance en mètre, P à la dimension de l'inverse d'une longueur et s'exprime donc en dioptrie.

Puissance intrinsèque.
Dans le cas ou l'objet est placé au foyer objet d'un instrument de distance focale f, l'image est à l'infini et l'angle sous lequel elle est vue du foyer image est θ' = y / f.
La puissance de l'instrument utilisé dans ces conditions est la puissance intrinsèque Pi = 1 / f.

Grossissement