1

SPECIALITE 3 : Image formée par un miroir OBJECTIFS : • Revoir les propriétés d’un miroir plan • Mettre en évidence le foyer d’un miroir sphérique convergent • Apprendre à construire l’image d’un objet placé devant un miroir sphérique convergent 1. Le miroir plan : • Sur le support métallique vertical, place la lampe (alimentation 12V !) devant une lentille

convergente, de façon à obtenir 5 « rayons lumineux » (en réalité, ce sont des faisceaux parallèles étroits) convergents en un point A. Ce point A va servir d’ objet pour le miroir plan positionné sur le trajet des rayons lumineux, après le point A. Place une feuille de papier sous le miroir et trace au crayon la marche des rayons lumineux incidents, ainsi que la marche des rayons réfléchis et la position du miroir. Attention : le dépôt d’aluminium réfléchissant la lumière se trouve derrière la plaque en verre lui servant de support. C’est lui qu’il faut repérer… Prolonge en pointillé les rayons lumineux réfléchis (« derrière » le miroir) de façon à trouver l’image A’ du point objet A.

• Le miroir plan est-il stigmatique ? justifie ta réponse

• Trace le segment AA’ qui coupe le miroir au point M . Mesure les longueurs MA et MA’ ainsi que l’angle α entre le segment AA’ et le miroir…

MA= MA’= α =

Quelle propriété particulière présentent les points A et A’ ?

A RETENIR : un miroir plan donne d’un point objet A une image ponctuelle qui est …………………………. de A par rapport ………………………………. On peut dire aussi : les rayons réfléchis semblent provenir d’un point A’ qui est …………………………. de A par rapport ………………………………. • Considère sur ton document un rayon incident qui rencontre le miroir au point I, appelé

point d’incidence, et le rayon réfléchi correspondant.

On appelle angle d’incidence î l’angle entre la normale (perpendiculaire) au miroir au point I et le rayon incident. Mesure sa valeur i = Mesure de même la valeur de l’angle de réflexion r = Conclue :

2

• Que peut-on dire d’un rayon incident qui arrive perpendiculairement au miroir ? Remarque : Le point objet A qui se trouve effectivement sur les rayons incidents est qualifié de réel , tandis que l’image A’ qui est sur le prolongement des rayons réfléchis est qualifiée de virtuelle.

• Modifie ton montage précédent de façon à ce que l’objet devienne virtuel et son image réelle…appelle ton professeur pour lui faire vérifier ton nouveau montage.

2. Le miroir sphérique convergent : Il est formé d’une portion de sphère (de centre C et de rayon R) dont la face concave est réfléchissante. R est appelé rayon de courbure du miroir C son centre de courbure L’axe optique principal passe par le centre C et par le sommet S du miroir. On l’oriente dans le sens de propagation de la lumière incidente. • Que peut-on dire d’un rayon lumineux passant par le centre C ? justifie ta réponse… • En utilisant le support métallique vertical, la lampe et la lentille convergente, réalise un

montage permettant de déterminer la position du centre de courbure C du miroir convergent. Appelle ton professeur pour vérifier ce montage. Mesure son rayon de courbure : R=

• Modifie ton montage pour que les rayons incidents soient parallèles à l’axe optique principal du miroir… que constates-tu ?

Mesure la distance focale de ton miroir : f= Situe le foyer F par rapport au centre C et au sommet S

• Modifie ton montage afin que les rayons incidents divergent à partir du point F Que constates-tu ? Que peut-on dire du foyer objet et du foyer image pour le miroir convergent ?

3

A RETENIR : • Tout rayon incident passant par le centre C du miroir convergent ……..………….…………

……………………………………………………………….. • Tout rayon incident passant par le foyer F du miroir convergent ……………………………..

……………………………………………………………….. • Tout rayon incident parallèle à l’axe optique du miroir convergent …………..………………

……………………………………………………………….. • La distance focale du miroir convergent est égale à …………………………… de son rayon

de courbure • On admettra que, dans les conditions de Gauss, le miroir convergent est stigmatique

(c’est à dire que l’image d’un objet ponctuel est ……………………………..) et aplanétique (c’est à dire que l’image d’un objet plan perpendiculaire à l’axe optique est ……………… et …………………………………………………………..)

3. Construction graphique d’une image :

� Cas du miroir plan : � Trouve l’image de l’objet AB donnée

par ce miroir plan…explique ta méthode � Trace la marche d’un faisceau lumineux

issu du point A

� Cas du miroir sphérique � On symbolise un miroir sphérique concave par un trait,

aux extrémités duquel on ajoute deux tirets, représentant sa concavité : � Complète les schémas ci-dessous en traçant la marche des rayons lumineux

nécessaires pour trouver l’image A’B’ de l’objet AB :

3