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Hypothèse de propagation de la lumière

La lumière se propage en ligne droite

Généralité

La surface réfléchissante doit être plane pour éviter la diffusion de la lumière.

Hypothèse de propagation

Dans un milieu homogène transparent et isotrope la lumière se propage en ligne droite, exemple: dans l'air

Généralité

On appelle miroir plan en optique, toute surface plane et réfléchissante quelque soit sa nature, exemple: plaque métallique, plaque de verre, surface plane de l'eau.

Loi de la réflexion ou loi de DESCARTES

Si i=0 cas de l'incidence normale r=0. Un rayon qui arrive normalement à la surface d'un miroir se réfléchit sur lui-même. Pour une surface parfaitement plane à chaque rayon incident correspond un seul rayon réfléchi. On dit que la réflexion a une direction privilégiée. On dit que la réflexion est spéculaire contrairement à la diffusion.

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Loi du retour inverse de la lumière

En supposant que le rayon IR deviennent l'incident, le rayon réfléchi correspondant est IS, ceci veut dire que la lumière n'a pas changée de chemin. Le trajet suivi par la lumière ne change pas quant on change de sens de propagation. C'est la loi de retour inverse de la lumière.

 

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Image donnée par un miroir plan

Le fait le lus courant est lorsqu'on se mire. On observe son image à travers le miroir.

Pour un objet, pour un système optique le point objet est le point d'intersection de tous les rayons qui lui parviennent. Ces rayons constituent un faisceau incident. Le point objet est réel si le faisceau incident est divergeant.

Le point objet est virtuel si le faisceau incident est convergeant, le point objet virtuel se trouve là où les rayons incidents convergeraient.

Point image : C'est le point d'interception de tous les rayons qui sortent du système optique.
Point image réelle si le faisceau émergeant est convergeant.

Le point image sera virtuel si le faisceau émergeant est divergeant. Il semble provenir du point image virtuel.

Image d'un objet réel

Expérience de 2 bougies. On a 2 bougies identiques B et B' non allumées placées symétriquement par rapport à un miroir plan. Si on allume la bougie B, la bougie B' semble elle aussi allumée

B point objet réel, B' point image virtuelle.
En conclusion le miroir plan donne d'un objet réel une image virtuelle symétrique de l'objet par rapport au miroir plan.

Image d'un objet virtuel

Soit E un système optique donnant d'un objet S une image S₁ repérée sur un écran E.

S₁ est une image réelle, on intercale entre S₁ et E un miroir plan, alors S₁ devient objet pour le miroir.

S₂ est symétrique de S₁ par rapport au miroir. Le miroir plan donne d'un objet virtuel une image réelle symétrique de l'image par rapport au miroir.

Champ d'un miroir

Le champ d'un miroir est la portion d'espace vue par réflexion dans le miroir.

Rotation d'un miroir plan

On veut étudier le déplacement de l'image pour une rotation d'angle alpha du miroir.