L'optique géométrique étudie le comportement de la lumière lorsqu'elle interagit avec des surfaces réfléchissantes et réfringentes. Ce cours aborde les concepts de réflexion, réfraction et les lentilles.
La réflexion se produit lorsque la lumière rebondit sur une surface. Les lois de la réflexion sont :
Formule : i = r, où i est l'angle d'incidence et r est l'angle de réflexion.
La réfraction est le changement de direction de la lumière lorsqu'elle passe d'un milieu à un autre :
Formule de Snell :
n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)
Où :
n1 et n2 sont les indices de réfraction,
θ1 et θ2 sont les angles d'incidence et de réfraction.
Les lentilles sont des dispositifs optiques qui modifient la direction des rayons lumineux :
La relation entre la distance focale (f), la distance de l'objet (do) et la distance de l'image (di) est donnée par :
1/f = 1/do + 1/di
Considérons une lentille convergente ayant une distance focale de 15 cm. Si un objet est placé à 30 cm de la lentille, quelle est la position de l'image ?
1/f = 1/do + 1/di
1/15 = 1/30 + 1/di
En résolvant, nous obtenons :
1/di = 1/15 - 1/30 = (2 - 1) / 30 = 1/30
di = 30 cm
L'optique géométrique est essentielle pour comprendre le comportement de la lumière et ses applications dans les dispositifs optiques, tels que les microscopes et les télescopes.