Optique
Formules d'Optique
Ensemble des formules d'optique géométrique et ondulatoire : lois de la réfraction, lentilles minces, miroirs et phénomènes ondulatoires.
Introduction
L'optique couvre la propagation de la lumière et la formation des images. Ce formulaire regroupe les lois de Snell-Descartes, les formules des lentilles minces et des miroirs, le grandissement, et les relations liées à la diffraction et aux interférences. Ces formules sont incontournables pour les exercices de physique du Bac.
Contenu détaillé
1. Réfraction et réflexion
- •Loi de Snell-Descartes : n₁·sin(i₁) = n₂·sin(i₂)
- •Indice de réfraction : n = c/v (c = vitesse dans le vide, v dans le milieu)
- •Angle limite de réflexion totale : sin(i_lim) = n₂/n₁ (si n₁ > n₂)
- •Loi de la réflexion : angle d'incidence = angle de réflexion
2. Lentilles minces
- •Relation de conjugaison : 1/OA' - 1/OA = 1/f' (formule de Descartes)
- •Vergence : V = 1/f' en dioptries (δ)
- •Grandissement : γ = A'B'/AB = OA'/OA
- •Lentilles accolées : V_totale = V₁ + V₂
- •Distance focale image : f' > 0 (convergente), f' < 0 (divergente)
3. Instruments d'optique
- •Grossissement de la loupe : G = d_min/f' (d_min ≈ 25 cm)
- •Lunette astronomique : G = f'_objectif / f'_oculaire
- •Microscope : G = |γ_obj| × G_ocu
- •Pouvoir de résolution : limité par la diffraction (critère de Rayleigh)
Formules clés
Snell-Descartes
n₁·sin(i₁) = n₂·sin(i₂)
Conjugaison lentille
1/OA' - 1/OA = 1/f'
Vergence
V = 1/f' (δ)
Grandissement
γ = OA'/OA = A'B'/AB
Grossissement lunette
G = f'_obj / f'_ocu
Indice de réfraction
n = c/v
Vocabulaire
Vergence : Inverse de la distance focale image, en dioptries : V = 1/f'
Réflexion totale : La lumière est entièrement réfléchie quand l'angle d'incidence dépasse l'angle limite
Image réelle : Image formée par convergence de rayons réels (projetable sur un écran)
Image virtuelle : Image formée par le prolongement des rayons (non projetable, visible à l'œil)
Sujets type Bac
- 1Déterminer la position et la taille de l'image formée par une lentille
- 2Calculer l'angle de réflexion totale dans une fibre optique
- 3Étudier le fonctionnement d'une lunette astronomique
