Formation d'images et stigmatisme/Cas particulier des foyers
Foyers
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On suppose le système considéré centré et stigmatique :
- le foyer image F' est le point image d’un objet situé sur l’axe optique à l'infini,
- le foyer objet F est le point objet de l’axe optique qui a pour image un point situé sur l’axe optique à l'infini.
Cette définition est assez difficile à retenir sous cette forme. Une meilleure façon de la comprendre est donnée par les schémas suivants :
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| Foyer image. | Foyer objet. |
Sur l’image de gauche, il y a un objet à l'infini vers la gauche qui envoie des rayons parallèles à l’axe optique. Ces rayons sont déviés par le système optique et convergent vers le foyer image. Sur l’image de droite, le foyer objet envoie des rayons déviés par le système optique qui forment une image à l'infini vers la droite.
- Remarque
- Les foyers peuvent être virtuels.
Plans focaux
modifierD'après ce qu'on vient de voir, si l’on met une source au foyer objet d’un système optique, l’image formée est à l'infini. Que se passe-t-il si l’on déplace un peu cette source ? La réponse n’est pas évidente, mais il est possible de montrer que pour un système dans les conditions de Gauss, alors l’image est encore renvoyée à l'infini même si on déplace la source dans le plan perpendiculaire à l’axe optique passant par le foyer.
Pour un système optique centré dans les conditions de Gauss, on définit :
- le plan focal objet, passant par le foyer objet et perpendiculaire à l’axe optique,
- le plan focal image, passant par le foyer image et perpendiculaire à l’axe optique.
L'animation suivante montre un exemple de ce qui se passe lorsqu'on déplace une source dans le plan focal objet : l’image est toujours à l'infini, mais elle n'est plus située sur l'axe.
La même chose se produit à l’envers si l’on place une source à l'infini : l’image se trouvera dans le plan focal image.
