Différence de chemin optique avec lentille

[citron_21]

Bonjour,
imaginons un système formé d'un point source S dans le plan focal objet d'une lentille convergente. Si l'on trace 2 rayons partant de la source, on constate qu'ils émergent parallèlement entre eux (car point source dans le plan focal).
Maintenant, quel est la différence de chemin optique entre ces 2 rayons?
Si l'on considère les rayons émergents parallèles, on applique la loi de Malus-Dupin pour constater que la différence de chemin s'écrit : δL=a.tanα (avec a la largeur du faisceau et α l'angle du faisceau avec l'incidence).

Mais pourquoi il n'y a qu'une différence de chemin après la lentille ? Cette différence δL, nous l'avons établie pour les rayons parallèles après la lentille. Cependant, que peut-on dire de la différence de chemin optique des 2 rayons avant la lentille ? On constate bien que la longueur parcourue par les 2 rayons avant de traverser la lentille est différente. Donc il devrait pourtant y avoir une différence de chemin là aussi... Est-ce que le δL calculé tient compte également de cette différence-là ?

Merci beaucoup de toute explication
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[LPFR]

Bonjour.
En fait le rôle de la lentille est de rajouter du chemin optique aux bons endroits.
Comme indice de réfraction du verre est plus élevé que celui de l'air, les rayons qui traversent des épaisseurs plus grands de verre sont plus retardés que les autres. C'est la raison pour laquelle les rayons qui sont proches de l'axe et qui, en absence de lentille, auraient moins de chemin à parcourir, rencontrent la partie la plus épaisse de la lentille. Après la lentille, tous les rayons auront mis le même temps pour arriver à un plan perpendiculaire à l'axe optique. En ralentissant d'avantage les rayons proches de l'axe, la lentille transforme l'onde sphérique sortant de la source en onde plane sortant de la lentille.
Au revoir.

[citron_21]

D'accord je vois ! Merci beaucoup.
Donc on considère que 2 rayons émis par la source n'ont pas de déphasage entre eux jusqu'à ce qu'ils soient parallèles après traversée de la lentille ?
Ce phénomène a-t-il un lien avec le fait que la lentille ne rajoute pas de déphasage supplémentaire a un rayon, de par son stigmatisme ?
Merci d'avance

[predigny]

... Donc on considère que 2 rayons émis par la source n'ont pas de déphasage entre eux jusqu'à ce qu'ils soient parallèles après traversée de la lentille ?...

Attendons LPFR mais je dirais que c'est le contraire, c'est en sortie de la lentille, quand les rayons sont devenus parallèles qu'ils ne sont plus déphasés. C'est justement la condition de stigmatisme vrai, qui correspond à l'égalité des chemins optiques. Cette condition est en fait rarement obtenue avec des lentilles sphériques simples.
Avant la lentille, quand l'onde est sphérique, on ne peut pas vraiment parler de chemin optique, ou alors il est trivial.

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Re.
Oui, je suis d'accord avec Predigny.
En sortant de la source ponctuelle, la zone des rayons qui est en phase est situe sur des sphères centres sur la source. La lentille retarde le centre de sorte qu'à la sortie les rayons externes sont en phase avec les rayons du centre dans les plans perpendiculaires à l'axe optique.
Mais je crois que le défaut avec des lentilles courantes s'appelle "asphérique" et non "astigmatisme" qui est un défaut de symétrie de rotation.
A+

[citron_21]

ok,
merci à vous deux pour vos explications claires !

[predigny]

...Mais je crois que le défaut avec des lentilles courantes s'appelle "asphérique" et non "astigmatisme" qui est un défaut de symétrie de rotation.
A+

Le stigmatisme d'un système optique n'est pas l'astigmatisme de la vision. Quand l'image d'un point n'est pas un point on dit que la condition de stigmatisme n'est pas respectée, même si le défaut à une symétrie de rotation. La condition de stigmatisme est que les chemins optiques entre ces deux points aient la même longueur. Dans notre cas c'est plutot entre un point et un plan.