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MENUSimuler pour apprendre

Une lentille sphérique présente des défauts de stigmatisme et d'aplanétisme lorsque l'on s'écarte des conditions paraxiales. On parle d'aberrations géométriques. Cette simulation interactive les met en évidence dans le cas d'une lentille plan-convexe éclairée par un faisceau parallèle.

Le phénomène

Simulation

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Jouez avec la loi de Snell-Descartes en modifiant l'incidence et/ou le type de milieu.

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Exercices d'explorations

  1. Éclairez la lentille avec un faisceau parallèle à l'axe optique avec une faible ouverture du diaphragme : les rayons convergent en un point F' appelé foyer image. Ouvrez progressivement le diaphragme. Le stigmatisme est-il conservé ? On parle d'aberration de sphéricité.
  2. On peut considérer que la tache focale correspond à l'endroit où la lumière est la plus concentrée. La tache focale est-elle située en F' ?
  3. Placez l'écran à l'endroit où la lumière et la plus concentrée puis cliquez sur Capture écran. Inclinez le faisceau incident : se dessine sur l'écran une tache qui prend la forme d'une queue de comète ; on parle d'aberration de coma.
  4. Placez-vous dans les conditions de la question 1. Inclinez le faisceau incident (avec les flèches ▲ et ▼). L'image reste-t-elle dans le plan focal ? Conclure sur les conditions qui garantissent un aplanétisme approché.
  5. Recommencez avec une lentille convexe-plan (retournez la lentille) et montrez que les aberrations sont moins prononcées dans ce cas.

Vous aimez ?

Pour en savoir plus...

  1. ROUSSEL, J. Les lentilles minces dans l'approximation de Gauss[en ligne], 2011. Disponible sur femto-physique.fr
  2. BONET, E. Les aberrations optiques[en ligne]. Disponible sur edgar-bonet.org