Les objets optiques

Les miroirs
Auteurs : Equipe La main à la pâte(plus d'infos)
Résumé :
Extrait de Nouvel Autodidactique aux Editions Quillet. Ouvrage collectif, publication en mars 1993.
Publication : 28 février 1993

Extrait de Nouvel Autodidactique aux Editions Quillet. Ouvrage collectif, publication en mars 1993.

On appelle miroir une surface polie qui est recouverte d'un dépôt métallique réfléchissant : la surface du miroir sépare deux milieux, l'un transparent et l'autre opaque. Il existe des miroirs plans, sphériques...

Miroirs plans

Vous connaissez les miroirs plans, ne serait-ce que celui que vous utilisez pour vous raser ou vous coiffer. Un miroir plan est un objet plan recouvert d'une couche de métal appelé tain parfaitement polie et qui réfléchit la lumière.

Soit un miroir plan et un objet ponctuel A qui envoie de la lumière dans toutes les directions (voir figure). Les rayons qui atteignent la surface du miroir sont réfléchis selon la loi de Descartes. Tous les rayons issus de A donnent après réflexion sur le miroir des rayons qui semblent issus d'un point unique A' : le miroir plan est stigmatique, la position de l'image ne dépend pas de l'angle d'incidence et, enfin, l'image A' de A est virtuelle. Elle est située derrière le miroir (et non pas sur le miroir) : l'objet et l'image sont symétriques par rapport au plan du miroir : l'image est donc inversée.

 

 

Si un jour vous voulez photographier votre image dans un miroir avec un appareil non automatique, attention de ne pas vous tromper en réglant la distance : la distance à prendre en compte est celle qui sépare l'objet (ici vous) de l'image et elle vaut deux fois la distance objet-miroir.

Miroirs sphériques

Un miroir sphérique est une surface sphérique, concave ou convexe, rendue réfléchissante par un dépôt métallique. Retenons une propriété importante de ces miroirs : quand un faisceau lumineux arrive parallèlemment à l'axe, tous les rayons réfléchis convergent en un point unique F situé sur l'axe et appelé foyer du miroir. Cette propriété n'est valable que pour de faibles ouvertures (approximation de Gauss). Pour des ouvertures plus importantes (notamment en astronomie) on utilise des miroirs paraboliques, beaucoup plus difficile à polir.

Une telle propriété est exploitée pour récupérer, par exemple, l'énergie du Soleil : c'est le cas du four solaire se trouvant dans les Pyrénées à Odeillo. Toute l'énergie solaire reçue par le miroir se retrouve concentrée en un seul point, le foyer du miroir.