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[optique géométrique] lentilles convexes et concaves



  1. #1
    Eric L

    [optique géométrique] lentilles convexes et concaves


    ------

    Bonjour!

    Etant animateur scientifique pour Telligo, je suis en charge d'ateliers d'initiation à l'optique géométrique.
    Gros souci : le matériel ne sera pas sur place.
    J'ai donc été voir les opticiens pour leur demander des verres de rebut ou des verres d'exercice. J'en ai récupéré beaucoup de divergents et convergents.
    Autre souci : j'ai été habitué à des lentilles convergentes biconvexes et des lentilles divergentes biconcaves et les opticiens m'ont bien évidemment fourni des verres concaves-convexes (vous me suivez? ).

    D'où question : comment retrouver le comportement des lentilles symétriques (biconcaves ou -convexes) à partir de lentilles de focales différentes concaves-convexes ??
    Par comportement, j'entends les distances focales qui sans doute ne doivent pas être égales de chaque côté de la lentille.

    Merci d'avance si vous pouvez répondre à cette question cruciale pour moi

    Eric

    -----

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  3. #2
    LPFR

    Re : [optique géométrique] lentilles convexes et concaves

    Bonjour.
    Ne vous faites pas de souci. Que la lentille soit biconvexe, biconcave ou concavo-convexe ne change rien. Les distances focales se mesurent par rapport au centre de la lentille et sont les mêmes des chaque côté.
    Bien sur, ceci n'est qu'en première approximation et hérisserait le poil d'un expert. Mais pour une initiation ça suffit pleinement. Vous êtes allez considérer des lentilles comme minces. Et c'est une bonne approximation car je ne crois pas que vous ayez de focales inférieures à 20 cm (5 dioptries).
    Au revoir.

  4. #3
    Eric L

    Re : [optique géométrique] lentilles convexes et concaves

    Bonjour
    Mais le foyer même d'un lentille simple n'est-il pas le centre correspondant au rayon de courbure du dioptre?
    Ma lentille étant concavo-convexe, elle possèderait deux foyers à des distances différentes et en plus, du même côté vu que les deux courbures sont du même côté? Ou alors j'ai fait une erreur monumentale en pensant ça
    (remarque, c'est encore possible )

  5. #4
    LPFR

    Re : [optique géométrique] lentilles convexes et concaves

    Bonjour.
    Citation Envoyé par Eric L Voir le message
    Bonjour
    Mais le foyer même d'un lentille simple n'est-il pas le centre correspondant au rayon de courbure du dioptre?
    Ou alors j'ai fait une erreur monumentale en pensant ça
    Les deux foyers d'une lentille dépendent des deux rayons de courbure et de l'indice de réfraction du matériau. Le foyer ne coïncide pratiquement jamais avec le centre de courbure des surfaces.
    Mais on peut calculer une lentille pour quece soit le cas pour un des deux foyers.
    Citation Envoyé par Eric L Voir le message
    Ou alors j'ai fait une erreur monumentale en pensant ça
    Oui.

    Au revoir.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Eric L

    Re : [optique géométrique] lentilles convexes et concaves

    bonjour!

    Merci de l'explication, je me coucherai moins bête

    Donc on peut quand même dire que les lentilles concavo-convexes ont bien deux foyers, mais distincts de part et d'autre de la lentille ?
    Je suppose par contre qu'ils ne sont pas à distance égale
    Au revoir

  8. #6
    LPFR

    Re : [optique géométrique] lentilles convexes et concaves

    Bonjour.
    Toutes les lentilles ont deux foyers, un de chaque côté. Pour les lentilles minces, comme c'est votre cas, les deux distances sont les mêmes, mesurées à partir du centre de la lentille. Et ceci dans tous les cas: qu'elles soient biconvexes, plano convexes, concavo-convexes, etc.

    Quand les lentilles sont épaisses, on travaille un peu différemment Les distances focales sont les mêmes de chaque côté, mais elles ne sont pas mesurées à partir du centre de la lentille mais à partir des "plans principaux".
    Au revoir.

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  10. #7
    predigny

    Re : [optique géométrique] lentilles convexes et concaves

    Citation Envoyé par Eric L Voir le message
    bonjour!
    Merci de l'explication, je me coucherai moins bête
    Donc on peut quand même dire que les lentilles concavo-convexes ont bien deux foyers, mais distincts de part et d'autre de la lentille ?
    Je suppose par contre qu'ils ne sont pas à distance égale
    Au revoir
    Jadis (quand j'étais jeune !) on trouvait facilement chez les opticiens des lentilles "plates" où les deux faces étaient identiques, j'en faisais des lunettes astronomiques mais ces lentilles sont de plus en plus rares car dans un système optique, même simple à une seule lentille, donner une courbure à la lentille donne un degré de liberté en plus pour corriger les abérations. On constate d'ailleurs assez facilement que l'image que forme une lentille convergente non symétrique est meilleure dans un sens que dans l'autre.

  11. #8
    LPFR

    Re : [optique géométrique] lentilles convexes et concaves

    Citation Envoyé par predigny Voir le message
    On constate d'ailleurs assez facilement que l'image que forme une lentille convergente non symétrique est meilleure dans un sens que dans l'autre.
    Bonjour Predigny.
    Ça je ne le savais pas. Avez-vous l'explication?
    Je suis même un peu surpris. Un des moyens de faire de la macro photo (sérieuse) est d'utiliser un objectif normal retourné (soufflet + bague de retournement). Je vous assure que les photos prises de cette façon sont aussi bonnes que celles avec l'objectif "à l'endroit".
    Au revoir.

  12. #9
    predigny

    Re : [optique géométrique] lentilles convexes et concaves

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Ça je ne le savais pas. Avez-vous l'explication?
    ...
    En optique, les explications sont vite difficiles à donner (et faut-il encore les connaître) mais retourner un verre de vos lunettes et vous comprendrez vite que la correction n'est pas au top. Et puis on peut assez facilement imaginer que si les rayons qui passent par le bord de la lentille forment une image qui n'est pas dans le même plan que l'image formée par les rayons qui passent par le centre de la lentille, en donnant une courbure adequate, ces images peuvent se former dans le même plan d'où image meilleure (pas facile à dire !)
    Pour les objectif photo retourné c'est autre chose ; Les objectifs normaux donnent de bonnes images quand la distance film-arrière de l'objectif est de l'ordre de 5cm et que le sujet devant l'objectif est à une distance plus grande que 20cm. Dans le cas de macrophotographie, ces distances sont inversées, on met l'objectif sur des bagues-allonge pour le mettre loin du film et le sujet est très proche de l'objectif (~5cm). En retournant l'objectif on retrouve les distances où l'objectif est le meilleur.

  13. #10
    LPFR

    Re : [optique géométrique] lentilles convexes et concaves

    Re.
    Ce n'est pas très bon comme argument.
    Pour ce qui est de lunettes, pour la vision "droit devant" sans tourner les yeux, les lunettes fonctionnent aussi bien à l'endroit comme à l'inverse (si on ne permute pas les lentilles et que celles-ci n'ont pas de correction astigmatique et ne sont pas progressives). Quand on regarde de travers il y a l'effet de "prisme" qui affecte la vision binoculaire et qui accentue l'effet de champ courbé qui existe déjà de toute façon. Bien que la courbure dans le "bon sens" soit faite pour diminuer cet effet. Mais elle n'est pas assez forte: ce n'est pas esthétique.
    Et pour ce qui est des objectifs, ils fonctionnent aussi bien à l'endroit que retournées.
    Rien dans mon expérience ne soutient votre affirmation. Alors, sans explications, je n'y crois pas.
    Cordialement,
    LPFR

  14. #11
    mamono666

    Re : [optique géométrique] lentilles convexes et concaves

    Je ne sais pas si j'ai bien compris. Mais s'il s'agit d'un verre ayant une face avec une plus grande courbure que l'autre. Dans le bouquin Optique expérimentale ils donnent une règle: la règle des 4P "Plus Plat Plus Proche" qui permet d'orienter une lentille de ce genre. En gros on met la partie la plus bombé du coté des rayons provenant ou allant à l'infini afin de limité les aberrations.
    Out! Out! You, Demons Of Stupidity!!

  15. #12
    predigny

    Re : [optique géométrique] lentilles convexes et concaves

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Re.
    Ce n'est pas très bon comme argument.
    ...
    LPFR
    Pour le verre de lunette, je reconnais que c'est foireux comme argument car même si cétait vrai, l'oeil n'utilise à la fois qu'une très petite surface du verre et le abérations ne sont pas trop à craindre, c'est d'ailleurs grace à ça qu'on peut faire des verres "tordus" à foyer progressif. Mais pour l'objectif photo inversé, je suis formel : c'est purement une question de position optimum des points object et image. C'est une conséquence immédiate du fait que le trajet des rayon ne dépend pas de la direction de propagation.

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  17. #13
    LPFR

    Re : [optique géométrique] lentilles convexes et concaves

    Re.
    Non, ce n'est pas vrai non plus. On fait des macros aussi bonnes avec des bagues de rallonge, sans retournement. Vous ne pouvez pas, à partir des photos, faire la différence.
    A+

  18. #14
    predigny

    Re : [optique géométrique] lentilles convexes et concaves

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Re.
    Non, ce n'est pas vrai non plus. On fait des macros aussi bonnes avec des bagues de rallonge, sans retournement. Vous ne pouvez pas, à partir des photos, faire la différence.
    A+
    Jusqu'à des grandissements 1:1 il n'y a en effet pas d'intérêt à retourner l'objectif, mais le retournement permet d'aller bien au delà du 1:1 (qui est déjà de la vraie macro), en particulier quand l'objectif est monté sur un soufflet à crémaillière. Faire du 3:1 ou 4:1 sans retourner l'objectif donnera une image bien moins piquée. Ceci dit, ce qui est vrai avec certains objectif ne l'est pas forcément avec d'autres car il existe des objectifs quasiment symétriques pour lesquels le retournement n'apportent rien de plus.

  19. #15
    Chip

    Re : [optique géométrique] lentilles convexes et concaves

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Et pour ce qui est des objectifs, ils fonctionnent aussi bien à l'endroit que retournées.
    Va dire ça à un opticien (private joke)

  20. #16
    Eric L

    Re : [optique géométrique] lentilles convexes et concaves

    Bonjour à tous!

    Merci beaucoup de vos réponses!!
    Vous me rassurez beaucoup, je vais pouvoir faire ma présentation, il suffit juste de déterminer la focale de chaque lentille

    @ bientôt
    Eric

  21. #17
    predigny

    Re : [optique géométrique] lentilles convexes et concaves

    Citation Envoyé par Eric L Voir le message
    Bonjour à tous!

    Merci beaucoup de vos réponses!!
    Vous me rassurez beaucoup, je vais pouvoir faire ma présentation, il suffit juste de déterminer la focale de chaque lentille

    @ bientôt
    Eric
    Absolument. Pour les lentilles divergentes ce n'est pas toujours facile. Le plus simple est parfois de les associer avec une lentille convergente pour obtenir un "doublet" de convergence nulle.

  22. #18
    otoman

    Re : [optique géométrique] lentilles convexes et concaves

    petite astuce pour savoir si le verre est positif ou négatif :
    regarder un texte ou une image à travers le verre :
    - si l'objet est plus petit : le verre est négatif
    - si l'objet est plus gros : c'est un verre positif.

    ça peut se compliquer si il y a de l'astigmatisme et si c'est un verre progressif...

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