Pourquoi le miroir convexe donne-t-il toujours une image droite et réduite ?

Les rayons réfléchis divergent. Leurs prolongements en arrière se coupent derrière le miroir : l’image est virtuelle et droite. Le faisceau divergent donne un champ large et une échelle réduite ; c’est pourquoi on en met dans les halls et comme rétroviseurs latéraux.

Que signifie une distance à l’image négative ?

D’après la convention scolaire habituelle, d_i 0 (image droite) : ainsi pour le plan, le convexe, et le concave si l’objet est à l’intérieur du foyer.

Comment enflammer un papier avec un miroir concave et le Soleil ?

Les rayons parallèles, après un miroir concave, se rassemblent au foyer à la distance f = R/2. On place le papier en ce point : la densité de flux est grande, la température monte. Même principe chez les concentrateurs solaires.

Pourquoi n’y a-t-il que deux ou trois rayons sur le schéma ?

Les rayons particuliers localisent l’image sans ambiguïté : parallèle à l’axe → par F ; vers le centre de courbure → sur lui-même ; par F → parallèle à l’axe. Tout autre point de l’objet réfléchit dans toutes les directions. L’approximation de Gauss ne montre pas l’aberration sphérique des rayons de bord.

Réflexion de la lumière

Miroirs plan, concave et convexe : loi de la réflexion et construction d’image par les rayons particuliers.

À propos du modèle

La réflexion de la lumière : l’angle d’incidence est égal à l’angle de réflexion, tous deux mesurés depuis la normale. Pour un miroir sphérique, dans l’approximation de Gauss, 1/f = 1/d_o + 1/d_i et le grandissement M = −d_i/d_o ; le foyer est f = R/2. Le miroir plan donne une image virtuelle, droite, de même grandeur. Le concave (convergent), selon la position de l’objet, donne une image réelle ou virtuelle ; le convexe, toujours virtuelle, droite et réduite. Le modèle est un miroir mince idéal, sans aberration sphérique ; sur le schéma, deux ou trois rayons particuliers. On fait varier le type de miroir, la distance et la hauteur de l’objet, et le rayon de courbure.

Public : Lycée : loi de la réflexion, miroirs, construction d’image.

Notions clés

loi de la réflexion
foyer
image virtuelle
image réelle
formule du miroir sphérique
grandissement
miroir concave
miroir convexe

Comment ça marche

L’angle d’incidence est égal à l’angle de réflexion (depuis la normale). Le miroir plan donne une image virtuelle droite. Pour les miroirs sphériques, le schéma montre les rayons particuliers et le foyer F = R/2 dans l’approximation de Gauss. La relation 1/f = 1/d_o + 1/d_i lie les positions de l’objet et de l’image.

Formules

θᵢ = θᵣ (réflexion spéculaire)

Miroir sphérique : f = R / 2

Questions fréquentes

Pourquoi le miroir convexe donne-t-il toujours une image droite et réduite ?: Les rayons réfléchis divergent. Leurs prolongements en arrière se coupent derrière le miroir : l’image est virtuelle et droite. Le faisceau divergent donne un champ large et une échelle réduite ; c’est pourquoi on en met dans les halls et comme rétroviseurs latéraux.
Que signifie une distance à l’image négative ?: D’après la convention scolaire habituelle, d_i < 0 signifie image virtuelle, derrière le miroir : les rayons n’y convergent pas, seulement les prolongements. Alors le grandissement M > 0 (image droite) : ainsi pour le plan, le convexe, et le concave si l’objet est à l’intérieur du foyer.
Comment enflammer un papier avec un miroir concave et le Soleil ?: Les rayons parallèles, après un miroir concave, se rassemblent au foyer à la distance f = R/2. On place le papier en ce point : la densité de flux est grande, la température monte. Même principe chez les concentrateurs solaires.
Pourquoi n’y a-t-il que deux ou trois rayons sur le schéma ?: Les rayons particuliers localisent l’image sans ambiguïté : parallèle à l’axe → par F ; vers le centre de courbure → sur lui-même ; par F → parallèle à l’axe. Tout autre point de l’objet réfléchit dans toutes les directions. L’approximation de Gauss ne montre pas l’aberration sphérique des rayons de bord.

Poursuivez avec des thèmes proches de cette catégorie — ou les 50 de «Optique et lumière».

Toute la catégorie →

PopulaireCollège–lycée

Lentilles : construction d’image

Lancer la simulation

Lentilles convergentes et divergentes : marche des rayons et construction de l’image réelle et de l’image virtuelle.

NouveauCollège–lycée

Formule de conjugaison

Lancer la simulation

Forme de Gauss 1/f = 1/d_o + 1/d_i ; hyperbole d_i(d_o), pôle en d_o = f, schéma et contrôle des 1/d.

NouveauCollège–lycée

Galerie des chuchotements

Lancer la simulation

Miroir circulaire : les cordes peu inclinées se rassemblent, après réflexion, à l’opposé de la source. Optique géométrique, pas d’ondes.

NouveauCollège–lycée

Principe de Fermat

Lancer la simulation

Chemin optique OPL = n₁AP + n₂PB selon le point d’incidence ; le minimum coïncide avec le rayon de la loi de la réfraction.

NouveauCollège–lycée

Banc d’optique

Lancer la simulation

Jusqu’à quatre éléments sur un même axe : lentilles minces, miroirs verticaux, coin à déviation constante δ. Marche des rayons paraxiale.

NouveauCollège–lycée

Caustiques dans une tasse de café

Lancer la simulation

Un faisceau parallèle se réfléchit sur l’arc d’une tasse circulaire ; sur la ligne de la « table », la densité des rayons — caustique brillante en néphroïde.

Réflexion de la lumière

À propos du modèle

Comment ça marche

Formules

Questions fréquentes

Simulations voisines

Lentilles : construction d’image

Formule de conjugaison

Galerie des chuchotements

Principe de Fermat

Banc d’optique

Caustiques dans une tasse de café

Réflexion de la lumière

À propos du modèle

Comment ça marche

Formules

Questions fréquentes