Conceptions en optique géométrique Christian Buty [email protected] 24 novembre 2005...
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Transcript of Conceptions en optique géométrique Christian Buty [email protected] 24 novembre 2005...
![Page 2: Conceptions en optique géométrique Christian Buty Christian.Buty@univ-lyon2.fr 24 novembre 2005 B3C.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081516/551d9db6497959293b8db34b/html5/thumbnails/2.jpg)
Plan de l’exposé
• La lumière issue d’un objet
• La formation de l’image d’un objet à travers un système
• Application à une situation de classe
![Page 3: Conceptions en optique géométrique Christian Buty Christian.Buty@univ-lyon2.fr 24 novembre 2005 B3C.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081516/551d9db6497959293b8db34b/html5/thumbnails/3.jpg)
La lumière issue d’un objet
Le point de vue de la physique :
• un objet lumineux peut être décomposé en points-sources
• de chaque point-source part un faisceau de rayons dans toutes les directions de l’espace
• on voit de la lumière quand elle entre dans notre oeil
![Page 4: Conceptions en optique géométrique Christian Buty Christian.Buty@univ-lyon2.fr 24 novembre 2005 B3C.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081516/551d9db6497959293b8db34b/html5/thumbnails/4.jpg)
La lumière issue d’un objet. Conceptions (1)
• Le bain de lumière : – Nous vivons dans un « bain de lumière », d’origine indistincte,
dont la propagation s’apparente plus à celle d’un fluide qu’à la
propagation rectiligne
• Vision de la lumière :– On peut voir de la lumière de n'importe où, y compris sur le
côté par rapport à sa direction de propagation
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La lumière issue d’un objet. Conceptions (2)
• Un objet lumineux produit des rayons parallèles qui voyagent à travers l'espace
• La direction horizontale est privilégiée
• La lumière émise par un objet est une globalité
![Page 6: Conceptions en optique géométrique Christian Buty Christian.Buty@univ-lyon2.fr 24 novembre 2005 B3C.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022081516/551d9db6497959293b8db34b/html5/thumbnails/6.jpg)
La formation de l’image
Le point de vue de la physique :
• Sous certaines conditions, tous les rayons issus d’un point-source se rejoignent à la sortie du système optique, en un point qu’on appelle le point-image
• L’ensemble des points-images constitue l’image de l’objet initial
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La formation de l’image. Conception de l’image
voyageuse • La lumière-émise-par-
un-objet transporte « l’image » de cet objet : l ’image est observable de
façon délocalisée.
• Cette « image » est une entité quasiment matérielle : elle peut agir avec des
objets matériels.
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Conception de l’image voyageuse. Conséquences (1)
• L'image d'un objet à travers un système optique dépend essentiellement de l'objet, et très peu du système optique
• On peut voir une image sur un écran même si on enlève la lentille
• Le rôle de l'écran étant de permettre de voir l'image, il est impossible de voir une image sans surface pour la projeter
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Conception de l’image voyageuse. Conséquences (2)
• Un cache placé devant la lentille élimine une partie de l'image
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Conception de l’image voyageuse. Conséquences (3)
• Puisque l’image se déplace le long d’un faisceau de lumière, un écran d’observation peut faire apparaître une image où qu'il soit placé, la mise au point n'a pas lieu d'être
• Les images se comportent comme des sources lumineuses isotropes pour l'espace situé après le système optique
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Application à la compréhension des déclarations des élèves en classe
• On demande aux élèves de prévoir dans quelles conditions on peut réaliser une photographie acceptable de la constellation d’Orion.
Orion
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On leur distribue un matériel (lanterne, lentille) avec lequel modéliser la prise de vue de la constellation. Où doit-on placer l’écran (qui représente la pellicule photo) pour obtenir une photographie acceptable ?
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Références pour aller plus loin
• Galili I. (1996). Students' conceptual change in geometrical optics. International Journal of Science Education, vol. 18 n° 7, pp. 847-868.
• Galili I., Hazan A. (2000). Learner’s knowledge in optics : interpretation, structure and analysis. International Journal of Science Education, vol. 22 n° 1, pp. 57-88.