Optique géométrique (focale/lentilles/spectre/lumière etc.)

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Optique géométrique (focale/lentilles/spectre/lumière etc.)

Message par stv82 le Dim 1 Juil 2018 - 18:38

Un fil pour centraliser des questions et des liens autour de l'optique.

Il y a http://www.zebrascrossing.net/t28775-photographie-un-peu-de-technique mais je serai intéressé à comprendre un peu mieux le dessous de tout ça, et chuna56 avait plutôt orienté sur la photographie.
Donc, ici si le cœur vous en dit, ça devrait recouper plus de notions (optique géométrique avec lentilles/convergence/focale/réfraction etc.), les déformations, la lumière (dualité onde/particule et implications sur l'ouverture des télescopes, réfraction due à l'atmosphère, lentilles gravitationnelles voire spectrographie peut-être), etc.


Dernière édition par stv82 le Dim 1 Juil 2018 - 18:39, édité 1 fois
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Re: Optique géométrique (focale/lentilles/spectre/lumière etc.)

Message par stv82 le Dim 1 Juil 2018 - 18:38

En cours de rédaction

Télescopes

- A quoi ressemblait les premiers télescopes de Galilée ? Jusqu'où permettaient-ils de zoomer ? Que faisait-il varier pour contrôler la netteté ?
- Dualité onde/particule et limite de Rayleigh
Voyage dans le cosmos - Les exoplanètes - p65 a écrit:Si la lumière se comportait comme une particule, un télescope pourrait, en théorie, agrandir ses images à l'infini. Mais le fait que la lumière est aussi une onde limite nos observations. La limite de résolution d'une image dépend du quotient λ/D, λ étant la longueur d'onde observée et D le diamètre de l'instrument. Les télescopes optiques atteignent facilement cette limite, appelée critère de Rayleigh, avec une ouverture de quelques mètres.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Pouvoir_de_r%C3%A9solution

Trajet d'un faisceau dans une lentille


TODO

Autour de la mise au point (flou/netteté)


- Qu'est-ce que la résolution angulaire de 1' d'arc de l’œil humain, et que se passe-t-il en dessous de cette limite ?
- Comment fonctionne l'auto-focus ? Comment un mécanisme mécanique peut-il déterminer la netteté d'une image ?
- Que se passe-t-il quand la profondeur de champ est marquée (exemple portrait avec un fond flou), la netteté est-elle plus dure à obtenir ou plus facile ?
- Que se passe-t-il quand l'auto-focus est en échec ?
- Si ce qui est derrière et devant le point focal est flou, quelle profondeur reste-t-elle "nette" en fonction des caractéristiques d'une photo ? Que veut dire "net" en fait ?

Autour de la projection des images


- Que se passe-t-il selon les focales ? Si on regardait la scène du dessus, où serait projeté chaque point sur l'image ? Comment l'image est-elle écrasée ?
- Étant donné un projecteur fait maison avec une loupe qui grossit 3 fois, où se situent les zones de netteté maximum ? Quel est l'effet d'un quadrillage projeté sur une surface plane à x mètres ? Pourquoi ne peut pas projeter un truc plat (imprimé sur un transparent) sur un autre truc plat (un écran/un tableau) sans subir de distorsion des formes ? Comment peut-on quantifier cette distorsion ?

Voir ici aussi : http://www.zebrascrossing.net/t28775p425-photographie-un-peu-de-technique#1284111

Différentes focales pour un même cadrage


Pourquoi y-a-t-il des rayons lumineux autour de certains points lumineux sur une photographie ?




Apparemment ce serait dû au diaphragme lors de la prise de la photo.
Je cherche toujours une explication un peu plus détaillé du phénomène.
http://objectif-photographe.fr/soleil-en-etoile/



Pourquoi y-a-t-il des tâches lumineuses sur certaines photographies ?


Selon la position des rayons venant des point lumineux et/ou de légers défauts sur les lentilles, il peut advenir une ou plusieurs réfractions/réflexions non souhaitables qui vont venir marquer le capteur.
Mot clé: flare




https://photographylife.com/what-is-ghosting-and-flare
https://en.wikipedia.org/wiki/Lens_flare

Pourquoi y-a-t-il au maximum seulement un arc secondaire lors d'un arc en ciel très lumineux ?




Avec le soleil dans son dos, on peut voir au maximum deux arc concentriques

  1. arc primaire qui résulte de deux réfractions et une réflexion
  2. arc secondaire qui résulte de deux réfractions et deux réflexions


Il est possible d'observer des arcs tertiaires et quaternaires mais en regardant du côté du soleil cette fois, et il est plus difficile de les voir comme le soleil peut diffuser sa lumière.
Voir ici pour un article en anglais: https://www.sciencedaily.com/releases/2011/10/111005111001.htm



http://www.encyclopedie-environnement.org/zoom/arc-en-ciel/ a écrit:L’observateur attentif peut distinguer ces deux arcs en ciel concentriques, et remarquer l’inversion de l’ordre des couleurs entre eux due à une réflexion supplémentaire (Figures 1 et 3). Le fait que l’arc secondaire soit systématiquement moins net que l’arc primaire est dû aux quatre prélèvements d’énergie qu’il a subis, lors de ses réfractions et réflexions, au lieu de trois pour l’arc primaire






Dernière édition par stv82 le Sam 14 Juil 2018 - 20:00, édité 4 fois
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Re: Optique géométrique (focale/lentilles/spectre/lumière etc.)

Message par stv82 le Lun 2 Juil 2018 - 21:10

J'ai commencé à mettre des questions qui me trottent dans la tête.
Et il me reste ce message http://www.zebrascrossing.net/t28775p425-photographie-un-peu-de-technique#1284111 qui contenait déjà des trucs à élucider. Si vous avez gardé des liens sympas autour de tout ça, je prends Smile
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Re: Optique géométrique (focale/lentilles/spectre/lumière etc.)

Message par tim9.5 le Sam 7 Juil 2018 - 21:15

C'est bien stv82, continue ! Expliquer aux autres est une des meilleures techniques pour approfondir le sujet ! Very Happy
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Re: Optique géométrique (focale/lentilles/spectre/lumière etc.)

Message par LaArchiMadOldR le Mar 10 Juil 2018 - 20:32

Dans la catégorie "vulgarisation aussi intéressante que plaisante", j'aime beaucoup ce que je connais de Jean-Marc Lévy-Leblond, dont une "petite conférence" Les couleurs du ciel est sortie chez Bayard cette année.
Il y explique plein de jolis "phénomènes": la lumière blanche, le ciel bleu, le soleil jaune, la lumière jaune des tunnels, l'arc-en-ciel (qui devient "cercle-en-ciel" vu d'avion) mais aussi les halos et les gloires, le rayon vert,...
Selon la direction que prendra ce fil, peut-être que quelques idées de ce petit bouquin auront leur place ici...
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Re: Optique géométrique (focale/lentilles/spectre/lumière etc.)

Message par fift le Mer 11 Juil 2018 - 1:11

Salut à tous !

Juste pour suivre le sujet, parce que je m'intéresse beaucoup à la photographie d'une part (j'aurais énormément à dire sur la notion de "netteté" notamment) et accessoirement que j'ai aussi bossé pendant 12 ans comme ingénieur chez le premier fabricant mondial de verres ophtalmiques (même si pas directement dans le département de conception optique, on acquiert forcément quelques notions).

Mais là, il est trop tard !

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Re: Optique géométrique (focale/lentilles/spectre/lumière etc.)

Message par LaArchiMadOldR le Mer 11 Juil 2018 - 1:54

Pfff... il est tard, mais je n'arrive pas dormir... si ça continue comme ça, je vais faire blanche une nuit sur deux...

Je reviens avec l'info (tirée de Lévy-Leblong) qu'il y a des arcs-en ciel tertiaires et plus. Non seulement en théorie, mais aussi (rarement et que très récemment) observés dans la nature. Sauf que ces arcs sont de moins en moins lumineux et que "leur direction est trop proche de celle du soleil dont la luminosité les noie". Bref, impossible de les voir à l'oeil nu.
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Re: Optique géométrique (focale/lentilles/spectre/lumière etc.)

Message par LaArchiMadOldR le Mer 11 Juil 2018 - 12:48

Complément dans le même thème, pas de Lévy-Leblond, mais de Physics in Daily Life de Jo Hermans...

Lors d'arcs-en-ciel, le ciel est plus sombre entre l'arc principal et l'arc secondaire.
L'illustration sous la photo des deux arcs-en-ciel (voir le 1er message du fil) permet de comprendre pourquoi, si on regarde les angles de 41° et 51°sur le dessin du bas.
Ces angles sont proches des angles limites: ~42° étant la limite supérieure liée au trajet de la lumière dans le cas de diffraction primaire, et ~52° la limite inférieure liée au trajet dans le cas de diffraction secondaire.
La lumière aura donc plus tendance à sembler venir de plus bas que l'arc primaire et de plus haut que l'arc secondaire.
Sympa, non?
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Re: Optique géométrique (focale/lentilles/spectre/lumière etc.)

Message par stv82 le Sam 14 Juil 2018 - 19:47

Merci, bien vu pour les arcs tertiaires !

En prépa, à un moment le prof nous avait lâché "bla bla bla, c'est pour ça qu'on ne peut avoir qu'un seul arc secondaire".
Comme j'écoutais la moitié de ce qu'il disait, j'ai cru que c'était dû à une histoire de luminosité à cause des prélèvements d'énergie successifs.
Mais un jour que je promenais à pied, des conditions hallucinantes de luminosité et de crachin, comme on peut les trouver en Bretagne, avaient fait naître un pur arc en ciel double. Dans mon souvenir, l'arc secondaire paraissait plus lumineux que l'arc primaire de la photo ci-dessus. C'était vraiment hallucinant ! Du coup, je cherchais à voir un éventuel arc tertiaire mais que dalle.

David de ScienceEtonnante a fait un billet sur ce sujet: https://sciencetonnante.wordpress.com/2012/05/21/la-chasse-aux-arcs-en-ciel/

Arc tertiaire a écrit:En théorie, il est possible aussi d’observer des arcs tertiaires et quaternaires, en direction du Soleil cette fois ! Mais apparemment leur observation est si délicate, qu’elle n’a été attestée de manière totalement scientifique qu’il y a quelques mois à peine, grâce à des photographies.

Il y cite un article autour de ces arcs tertiaires (https://www.sciencedaily.com/releases/2011/10/111005111001.htm) et précise que c'est en direction du soleil cette fois.
Chiotte si je m'étais tourné, j'en aurais peut-être vu un Smile
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