Optique pour la photographie

Définition : L’optique est une branche de la physique qui étudie les phénomènes naturels traitant de la lumière et de ses propriétés. L’optique géométrique est une branche de l’optique qui permet d’expliquer des processus relatifs à la lumière à partir de lois géométriques ou constructions géométriques.

Rappel de trigonométrie : La trigonométrie permet de mettre en relation des angles et des distances. Pour cela la trigonométrie utilise des fonctions mathématiques : Sinus Cosinus Tangente

Cercle trigonométrique :

Sin

1

a

α 0 Cos b 1

a = sin α b = cos α

Sinus : projection d’un angle sur l’axe vertical du cercle trigonométrique Cosinus : projection d’un angle sur l’axe horizontal du cercle trigonométrique

Tangente : Dans un triangle rectangle :

Côté opposé

Hypoténuse

α Côté adjacent

(( Pour s’en souvenir : SOH CAH TOA : Sinus = côté Opposé/Hypoténuse, Cos = côté Adjacent/Hypoténuse, …))

LUMIERE On peut définir la lumière selon deux formes très différentes mais indissociables : La lumière est une onde électromagnétique transversale (Onde transversale = onde qui se propage perpendiculairement au front d’onde.)

Sens de propagation

Front d’onde

-

La lumière a une nature corpusculaire. Lumière composée de particules énergétiques appelées photons.

Le photon a une énergie E. E = h x ν. (Avec h : constante de Planck ≈ 6,62 x10-34 m2kg/s et ν (lettre grec nu) fréquence de l’onde). La vitesse de propagation de la lumière dans le vide est ≈ 30 000 km/s (A la différence de la vitesse du son dans l’air ≈ 340 m/s. L’onde acoustique ne peut pas se propager dans le vide alors que la lumière n’a pas besoin d’un milieu matériel (ex : air) pour se propager.)

Principe fondamental en optique géométrique : Principe de Fermat : La lumière utilise le chemin qui nécessite le moins de temps. Si le milieu est homogène, le chemin qui nécessite le moins de temps est la ligne droite qui est aussi le