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Physique Optique géométrique et Cinématique du point matériel

par: Gachi et Chafa
Disponible
Pages 122
Dimensions 16*23.5
Publication 2022-02-11
Éditeur —
Papier : 750.00 DA Numérique: 375.00 DA

Ce polycopié est destiné plus particulièrement aux étudiants de premier cycle universitaire, domaine Science de la Terre et de l’Univers STU (GAT - GEO). L’objectif de ce programme est de maîtriser les notions de base de l’optique : rayons lumineux, réflexion, réfraction, dispersion, objet, image, construction géométrique de l’image d’un objet etc. D’autre part, la cinématique d’un point matériel est aussi introduite dans le programme, Il s’agit d’étudier le mouvement des corps matériels en fonction du temps. En complément du présentiel, l’enseignant de ce module peut suggérer à ses étudiants de consulter ce document qui est structuré en trois parties : La première partie est consacrée à la présentation de l'optique géométrique, ou nous avons montré les deux principes ainsi que les lois fondamentales sur lesquelles repose l’optique : la propagation rectiligne dans un milieu transparent, homogène et isotrope ; le principe du retour inverse qui exprime la réciprocité du trajet lumineux entre source et destination ; les lois de Snell-Descartes pour la réflexion et la réfraction. Nous avons montré que la résolution des problèmes se fait à l'aide de constructions géométriques (tracés de droites matérialisant les rayons, calculs d'angles). A la fin, nous avons exposé quelques instruments d’optique comme la loupe et le microscope. La deuxième partie est destinée à la cinématique du point matériel. Nous présentons l’étude descriptive du mouvement d’un point en déterminant le vecteur position, déplacement, vitesse et le vecteur accélération. Ensuite, nous étudions les différents types de mouvement et quelques systèmes de coordonnées (cartésiennes, curvilignes, polaires). Pour chaque chapitre des deux parties, nous proposons quelques exercices avec corrigés. Cet ouvrage est un outil qui peut servir l’étudiant pour effectuer ses révisions et lui permettre de s’autoévaluer.

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Avant-Propos 03
Partie I : Optique Géométrique 09
Chapitre 1 : Généralités 11
1. Introduction 12
2. Notions fondamentales 12
2.1. Milieu de propagation de la lumière
2.2. Rayon de lumière et Faisceau de lumière
2.3. Longueur d’onde 12
2.4. Indice de réfraction d’un milieu
2.5. Dioptre 14
2.6. Système optique 14
3. Les lois fondamentales de l’optique géométrique
4. Point objet et point image
5. Espace objet - Espace image
6. Nature du point objet et point image 12
7. Stigmatisme 19
Chapitre 2 : Réflexion et réfraction 21
4. Formule de conjugaison pour un dioptre plan
1. Introduction 22
2. Loi de la réflexion
2.1. Loi de Snell-Descartes pour la réflexion
2.2. La déviation totale d’un rayon réfléchi
2.3. Miroir plan 23
3. 3. loi de Snell-Descartes pour la réfraction
3.1. Différents cas de Réfraction
3.2. Réfraction limite - Réflexion totale
3. 3 Application 28
3.4. Illustrations 29
 Exercices sur les généralités : dioptre plan, miroir, réflexion et réfraction 31
 corrigés 35
Chapitre 3: Le prisme 39
1. Introduction 40
2. Marche d'un rayon lumineux
3. Les équations du prisme
4. Etude de la déviation
5. Les conditions d’émergence d’un rayon lumineux dans un
prisme 44
6. Dispersion de la lumière blanche 45
 Exercices 46
 corrigés 49
Chapitre 4 : Les lentilles 53
1. Définition (Dioptres sphériques 54
2. Les lentilles 54
2.1 Les lentilles minces 54
3. Eléments géométriques des lentilles minces
3.1. Notations 55
3.2. L’infini optique 56
3.3. Le foyer d’une lentille
3.4. Plan focal 58
4. Relation de conjugaison pour les lentilles minces 55
5. Construction géométrique de l’image d’un objet à travers une lentille mince 59
6. Grandissement d’une lentille 60
 Exercices 61
 corrigés 63
Chapitre 5 : L’œil 67
1. Anatomie de l’œil 68
2. Le modèle réduit de l’œil
3. Accommodation 69
4. Champ de vision distincte et amplitude d’accommodation 69
5. Pouvoir séparateur de l’œil
6. Les défauts de l’œil 71
Chapitre 6 : Les instruments d’optique 73
I. La loupe 74
1. Introduction 74
2. La mise au point 74
3. Caractéristiques d’une loupe 75
3.1. La puissance 75
3.2. La puissance intrinsèque 76
3.3. Le grossissement 76
3.4. Le grossissement commercial 76
II. Le microscope 77
1. Introduction 77
2. Construction de l’image 77
3. L’intervalle optique 78
4. La mise au point 78
5. Caractéristique d’un microscope 79
5.1. La puissance 79
5.2. La puissance intrinsèque 79
5.3. Le grossissement 79
5.4. Le grossissement commercial 79
 Exercices sur l'œil et les instruments d’optiques 80
 corrigés 85
Partie II 93
Chapitre 7 : Cinématique du point matériel 93
1. Introduction 94
2. Notion de repère 94
3. Notion de mouvement 95
4. Notion de trajectoire 95
5. Mouvement rectiligne 95
6. Calcul Intégral 99
7. Relation indépendante de temps entre a, 𝑣 et 𝑥 100
8. Etude cinématique de mouvements rectilignes partis 101
9. Étude du mouvement dans différents systèmes de coordonnées 104
 Exercices 107
 corrigés 112
Bibliographie 121
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