Optique Géométrique

  • ECTS

    4 crédits

  • Composante

    Collège Sciences et Technologies pour l’Energie et l’Environnement (STEE)

  • Volume horaire

    39h

Description

1- Introduction - Généralités sur la lumière 
 Les différents modèles de la lumière (géométrique, ondulatoire, corpusculaire). Propagation de la lumière dans le vide et les milieux matériels transparents (notion de longueur, d’indice optique...). La lumière dans le spectre électromagnétique.

2- Définitions et principes de l’optique géométrique
 Notion de rayon lumineux. Chemin optique - Principe de Fermat. Conséquences du principe de Fermat. Lois de Snell–Descartes. Applications : prisme, fibre optique, milieu stratifié...

3- Vision des images - Approximations de l’optique géométrique 

Système optique. Sources. Nature des objets et des images. Critères de qualité d’un système optique : stigmatisme, aplanétisme. Conditions de Gauss.

4- Éléments optiques simples à faces planes

Le dioptre plan. Le miroir plan.

5- Éléments optiques simples à faces sphériques

Le dioptre sphérique. Le miroir sphérique.

6- Les lentilles minces
 Définition et symboles. Relation de conjugaison et vergence. Foyers et plans focaux. Construction d’images. Grandissement. Association de lentilles.

7- L'œil et les instruments d’optique
L'œil : description, champs, défauts,... 
Instruments d’optique : grandeurs caractéristiques. Loupe, oculaire, microscope, lunette et télescope.

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Objectifs

  • savoir :

- les conditions d’application de l’optique géométrique

- les relations de conjugaison des principaux éléments d’optique (dioptres, miroirs, lentilles)

- définir les paramètres caractérisant les images

- le principe de fonctionnement et les caractéristiques des principaux instruments optiques et de l’œil humain

  • comprendre :

- la trajectoire des rayons lumineux dans un système constitué de dioptres et/ou miroirs

- comment caractériser les images issues d’éléments optiques - le fonctionnement de l’œil humain et ses principaux défauts

  • mettre en œuvre :

- l’étude d’une succession d’éléments optiques (dioptres, miroirs, lentilles)

- la modélisation d’un instrument optique (lunette, microscope, télescope...)

- la correction d’un œil humain.

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Heures d'enseignement

  • Optique Géométrique - CMCours Magistral19,5h
  • Optique Géométrique - TDTravaux Dirigés19,5h

Contrôle des connaissances

Contrôle continu intégral (100%).

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Compétences visées

Bloc 1

Communiquer et collaborer

 

C 1.1. Maitriser les outils numériques

 

 

C 1.2. Collaborer et communiquer dans le cadre d'un projet scientifique

 

 

C 1.3. Développer la pratique d’une langue étrangère dans les domaines scientifiques

 

Bloc 2

Élaborer une démarche scientifique

 

C 2.1. Maitriser les techniques et les appareils de laboratoire

 

 

C 2.2. Concevoir et mettre en œuvre une démarche scientifique

 

 

C 2.3. Modéliser un phénomène physico-chimique

 

Bloc 3

Analyser en se reposant sur un socle de connaissances scientifiques

 

C 3.1. Développer un esprit critique sur les données expérimentales

 

 

C 3.2. Relier un phénomène macroscopique aux processus microscopiques

 

 

C 3.3. Mobiliser les concepts mathématiques dans les domaines physico-chimiques

 

Bloc 4

Construire son projet

 

C 4.1. Explorer le monde professionnel pour orienter son projet

 

 

C 4.2. Identifier sa responsabilité individuelle et collective au sein d’une structure professionnelle

 

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