J'ai vu qu'il n'y avait pas de tuto sur l'optique géométrique et qu'il n'y en avait a priori pas non plus en préparation, j'ai donc décidé d'en commencer un.

Pour le moment, il y a peu de chapitre, mais j'ai décidé de passer en beta car on retrouve déjà les deux types de chapitres qui constitueront la totalité du cours : un chapitre étudiant un phénomène ou un instrument optique et un chapitre un peu plus technique pour ceux qui en ont les moyens mathématiques.

A priori, les chapitres non techniques sont sensé être accessibles au plus grand nombre, avec peu (sinon pas) de calculs et j'espère que c'est bien le cas.

En ce qui concerne le premier chapitre, il me semblait nécessaire, mais je l'ai volontairement fait très court. Cela dit, si nécessaire, je devrais pouvoir développer l'histoire de l'optique (même si cela demandera un peu de travail)

Bonne lecture.

Intéréssant le problème du nageur sous cet angle .
Juste, pose les variables du problème en texte plutôt qu'entièrement en image (et alors elle sera là pour illustrer).
Triple point d'exclamation à éviter.

Je trouve que c'est une bonne idée de faire des chapitres plus techniques et de laisser le reste du cours accessible au plus grand nombre.

Cours intéressant
Quelques remarques:

• comme exemple d'anisotropie: il y a l'écran plat. Si on le regarde de côté ou de dessus, les couleurs changent
• pour ton schéma sur la réflexion, ce sont des angles orientés qui sont dessinés: la relation est alors <math>\(r=-i\)</math>
• il y a deux lois de Snell-Descartes: il faut préciser que le rayon rélechi ou refracté est dans le même plan

Tu pourrais mettre un exemple de diffraction pour mettre en évidence les limites de l'optique géométrique.

Tout d'abord, merci pour vos remarques.

Pour l'histoire des angles, au début, j'avais penser le faire avec des Angles orientés, mais finalement, je pense que je vais le faire avec des Angles géométrique car tous les lecteurs ne connaissent pas les Angles orientés, j'adapterais les schéma.
En ce qui concerne le fait que le rayon réfracté/réfléchie soit dans le plan formé par le rayon incident et la normale devait figurer dans la partie technique où on redémontre les lois mais finalement tu as raison, je vais le dire plus tôt.
Je vais étoffé un petit peu le premier chapitre pour mentionner ton exemple et donner un exemple de diffraction (si j'en trouve un bien parlant).
Enfin, je vais essayer de faire attention avec les !

Hello !

Intro générale :
- Il n'y a pas des histoires de diffraction avec les gouttes d'eau dans les arc-en-ciels ? Qui les rendrait donc impossibles à décrire uniquement avec de l'optique géométrique.
- La première phrase est bizarrement tournée amha.
- Il serait bon de préciser qu'il y a quelques prérequis en trigonométrie en base.

Avant de commencer :
- L'hypothèse des quanta c'est Planck plutôt qu'Einstein à la base.
- Je ne pense pas que ça pose de difficulté conceptuelle particulière, mais l'idée du rayon lumineux peut être très simplement illustrée par une image d'un rai de lumière (comme ici, sauf qu'il y a en plus un prisme et tout, sinon il y a des tonnes de photos je pense).
- Ce qui est à l'« infini » en optique gagnerait à être expliqué un peu plus en détail. C'est peu intuitif à première vue vu que ça peut être de l'ordre du mètre. Mais il serait peut-être bon de garder ça à plus tard, dans une vraie explication des conditions de Gauss par exemple. En tout cas "plusieurs centaines de mètres" n'est pas du tout pertinent ici (tout dépend de la taille de la source...).
- Homogène et isotrope n'est amha pas si facile à saisir. Une illustration pourrait être bienvenue.

Les mirages :
- Pourquoi l'air serait encore homogène ? Ses propriétés ne sont plus identiques en tout point.
- Supposer que le lecteur puisse ne pas connaître du tout le sinus est inutile à mon avis (bien qu'un bref rappel ne mange pas de pain). Parce que si c'est le cas, il lui faudrait plus qu'une rapide explication (et d'ailleurs, ça m'étonnerais qu'il comprenne alors "repère orthonormé").

Zoom sur les lois de Snell-Descartes :
- Une petite référence au plus général principe de moindre action (sans introduire de formalisme supplémentaire), par exemple dans une balise information, serait bienvenue.


Sinon globalement j'ai bien aimé lire ce début de tuto. J'ai trouvé les explications claires et la progression pédagogique (avec les chapitres "pour aller plus loin") bien pensée.

Voila, j'ai fait quelques modifications (il est tard, j'ai donc peut-être oublié certains trucs).

Citation : Elentar

Il n'y a pas des histoires de diffraction avec les gouttes d'eau dans les arc-en-ciels ? Qui les rendrait donc impossibles à décrire uniquement avec de l'optique géométrique.

L'explication ne fera pas intervenir de diffraction si j'en parle pas , que le modèle ne soit pas tout à fait exact n'enlèvera rien au côté explicatif.

Citation : Elentar

La première phrase est bizarrement tournée amha.

Modifiée.

Citation : Elentar

Il serait bon de préciser qu'il y a quelques prérequis en trigonométrie en base.

cf plus bas.

Citation : Elentar

L'hypothèse des quanta c'est Planck plutôt qu'Einstein à la base.

Si j'ai bien compris, Planck a introduit la notion de quanta mais sans décidé si c'était une propriété de la lumière ou de la matière et Einstein a choisi la lumière. J'ai modifié en conséquence, mais corrige moi si je dit encore une bêtise, ce n'est pas vraiment ce que je maitrise le mieux.

Citation : Elentar

Je ne pense pas que ça pose de difficulté conceptuelle particulière, mais l'idée du rayon lumineux peut être très simplement illustrée par une image d'un rai de lumière (comme ici, sauf qu'il y a en plus un prisme et tout, sinon il y a des tonnes de photos je pense).

J'ai ajouté une image de rayon laser (libre de droit) et fait un lien vers une magnifique photo pouvant aider à la compréhension du concept de faisceau (mais qui n'était pas libre de droit)

Citation : Elentar

Ce qui est à l'« infini » en optique gagnerait à être expliqué un peu plus en détail. C'est peu intuitif à première vue vu que ça peut être de l'ordre du mètre. Mais il serait peut-être bon de garder ça à plus tard, dans une vraie explication des conditions de Gauss par exemple. En tout cas "plusieurs centaines de mètres" n'est pas du tout pertinent ici (tout dépend de la taille de la source...).

J'ai décidé de changer d'approche, plutôt que de dire que les rayons venant de l'infini sont parallèles, j'ai dit que les rayons parallèles étaient considérés comme venant de l'infini et précisé que la notion dépendait beaucoup du contexte. Une petite pirouette qui me permet de remettre l'explication à plus tard.

Citation : Elentar

Homogène et isotrope n'est amha pas si facile à saisir. Une illustration pourrait être bienvenue.

J'ai ajouté deux exemple, mais j'ai moi même du mal à mieux cerner la notion.

Citation : Elentar

Pourquoi l'air serait encore homogène ? Ses propriétés ne sont plus identiques en tout point.

Modifié.

Citation : Elentar

Supposer que le lecteur puisse ne pas connaître du tout le sinus est inutile à mon avis (bien qu'un bref rappel ne mange pas de pain). Parce que si c'est le cas, il lui faudrait plus qu'une rapide explication (et d'ailleurs, ça m'étonnerais qu'il comprenne alors "repère orthonormé").

Je ne sais plus à partir de quel niveau le sinus peut être considéré comme connu, je préfère donc précisé un petit peu ce qui sera nécessaire à la suite du chapitre, mais je ne fait de toute façon pas vraiment de calcul avec le sinus ailleurs que dans les zooms, et je ne pense même pas que ça apparaitra plus loin dans le cours, dire en début de cours qu'il faut avoir quelque notion de trigo me semble un peu trop restrictif.

Citation : Elentar

Une petite référence au plus général principe de moindre action (sans introduire de formalisme supplémentaire), par exemple dans une balise information, serait bienvenue.

C'était prévu, mais j'avais oublié de le mentionner. C'est toujours prévu, mais je ne me suis pas occupé de ce chapitre aujourd'hui.

J'ai également rajouté un passage permettant de mettre en évidence un phénomène de diffraction.

Sympa, j'attends de voir ce que tu vas faire au sujet du principe de Fermat, parce c'est souvent mal fait au lycée/prépa et c'est dommage (notamment parce que les histoires d’abscisse curviligne font peur !). Je ne sais pas si tu comptes donner la relation de propagation d'un rayon lumineux (valable dans un milieu 3D).

d(nr)/ds = grad n

C'est une approche différente de l'optique qui permet de traiter ce sujet comme de la mécanique, et elle n'est presque jamais enseignée lorsque l'on parle de principe de Fermat (ok la notation peut faire peur, mais elle se simplifie très souvent )!

Sinon pour les mirages, tu pourrais tenter une relation simple genre n(z)=az+b ou n(z)=az²+b, ça permettrait de donner une relation mathématique avec les relations cos/sin.

Je pense que je vais surement te décevoir côté principe de Fermat, mais je comptais simplement redémontrer les lois de Snell-Descartes de façon relativement peu rigoureuse (par une méthode pratiquement identique à celle utilisée pour le problème du maitre-nageur), c'est-à-dire sans faire intervenir de différentielle, en annulant deux dérivées partielles.

Pour la relation de propagation d'un rayon lumineux, je ne comptais pas en parler, tout simplement parce que je n'en avais pas entendu parler avant de lire la page wikipedia sur le chemin optique. Cela dit, ça pourrait être intéressant, je vais me renseigner.

Si ça t'intéresse tu as ici un document bien sympa sur les liens entre les équations de Maxwell et l'optique géométrique.

http://copl.gel.ulaval.ca/pab/fomrl/chap1.pdf

Comme quoi on peut aller loin avec l'optique géo, bon par contre je ne suis pas certain que ça rentre dans le cadre de ton tuto

Je viens de rajouter un paragraphe dans le chapitre mirage sur une construction géométrique permettant de tracer le rayon réfracté sans faire de calcul et j'aimerais savoir si c'est assez clair au niveau de mes explication.

Pour moi c'est clair, et je ne connaissais pas la méthode avant donc...

Pour pinailler, un cercle de rayon n1 c'est peut être pas super clair quand on n'a pas l'habitude... n1 c'est quand même pas une distance donc ça peut perturber

Arf viens d'avoir l'idée de faire un cours sur l'optique et voilà qu'il est déjà en cours de rédaction.
Je l'ai lu rapidement mais pas encore dans le détail ça m'a l'air pas trop mal d'un premier abord.
Je suis à ta disposition si jamais tu as besoin d'aide!

Edit: quelques remarques après la lecture du cours plus en profondeur désolé si je peux paraître un peu direct sans doute la frustration d'avoir été devancé de quelques jours

Dans l'introduction à la première partie est il indispensable de parler autant des théories qui sont venu aider l'optique géométrique? Tu donnes déjà les faiblesses du domaine que l'on va étudier. Es que ça n'aurai pas plus sa place en conclusion?

On gagnerai peu être en lisibilité en mettant en gras un peu plus de mots clé comme "dioptre" ou encore "indice" puisque que ce sont des mots que l'on va réutiliser régulièrement.

Pour la partie sur le sinus pourquoi ne pas la cacher en premier lieux à l'aide d'une balise "secret"

Peu être un bug de mon coté mais je ne vois pas le 4ème schémas qui résument les lois de Snell-Descartes(très bonnes explications pour ces lois je trouve! =) )

Il n'y as pas toujours un rayons réfléchi quand il y a un dioptre?

Un exemple de mirage supérieur: il est possible de voir la Corse à l'oeil nu en étant sur les côtes de la France métropolitaine (je ne connais pas l'endroit précis)

Le schéma du maître nageur pourrait peu être un peu amélioré à mon sens en ajoutant où est la plage et où est l'eau même si c'est précisé dans la phrase après

Tes remarques étant tout à fait justifiées, tu n'as aucunes raison de t'excuser . Je ne prendrais pas la peine de mettre le cours en béta si ce n'était que dans l'objectif d'entendre : "tout est super ! Continue comme ça !" .

Citation : TheNexus

Dans l'introduction à la première partie est il indispensable de parler autant des théories qui sont venu aider l'optique géométrique? Tu donnes déjà les faiblesses du domaine que l'on va étudier. Es que ça n'aurai pas plus sa place en conclusion?

Maintenant que tu le dis, ça ne me semble en effet pas à ça place en introduction (intro dont je n'étais pas très fier de toute façon). Pour le moment je laisse comme ça, mais dès que j'aurais étoffé la partie historique sur l'optique géométrique (pas si facile à faire ) je supprimerais les passages "anachroniques"

On gagnerai peut être en lisibilité en mettant en gras un peu plus de mots clé comme "dioptre" ou encore "indice" puisque que ce sont des mots que l'on va réutiliser régulièrement.

Ça peut se faire.

Pour la partie sur le sinus pourquoi ne pas la cacher en premier lieux à l'aide d'une balise "secret"

J'ai hésité, mais en effet, mettre tout en gris ne me semble pas la meilleur option esthétique.

Peu être un bug de mon coté mais je ne vois pas le 4ème schémas qui résument les lois de Snell-Descartes(très bonnes explications pour ces lois je trouve! =) )

Ce n'était pas un bug de ton côté, j'ai du faire une mauvaise manip en changeant les images pour supprimer l'orientation des angles. C'est (normalement) corrigé.

Il n'y as pas toujours un rayons réfléchi quand il y a un dioptre?

Si, je comptais initialement en parler à l'occasion de l'explication sur l'arc-en-ciel (notamment pour expliquer les phénomènes de double arc-en-ciel) mais j'hésite toujours à en parler avant (je pense par exemple que la réflexion totale forcée sortirait un peu moins du chapeau si on sait qu'il y a toujours une partie, même petite, qui est réfléchie même quand la réfraction est possible)

Un exemple de mirage supérieur: il est possible de voir la Corse à l’œil nu en étant sur les côtes de la France métropolitaine (je ne connais pas l'endroit précis)

Merci, je manquais d'exemples parlant, je vais essayer de trouver des photos.

Le schéma du maître nageur pourrait peu être un peu amélioré à mon sens en ajoutant où est la plage et où est l'eau même si c'est précisé dans la phrase après

Si ça peut rendre le schéma plus clair, ça ne me coute pratiquement rien de le rajouter.

Pour finir :

Citation : TheNexus

Je suis à ta disposition si jamais tu as besoin d'aide!

J'y ferais surement appelle par la suite, merci

Bonjour,
je trouve que ce tutoriel commence très bien, bonne continuation pour la suite !

Cependant, la notion d'isotropie est expliquée de façon floue je trouve. L'exemple qui va le mieux est la roue pleine je trouve : une roue n'est pas homogène, mais par contre, partant du centre elle est identique dans toutes les directions : remplissage, jante,pneu.

Ensuite, un détail nous on a appelées les lois : lois de Schnell-Descartes. Erreur dans notre cours ?

Nan

http://fr.wikipedia.org/wiki/Willebrord_Snell

Pour les lois de Snell-Descartes, j'ai eu le même exemple,(celui du sauveteur) dans un exercice cet après-midi , il s'agissait de les redémontrer.
Bref, je trouvais ton image étrange, avec la mer au dessus de la plage , celle que j'avais dans mon polycopié de TD n'était pas mal (et pas si jaune ), si tu veux, je te la scannerai.

Bein dans l'histoire de mon sauveteur, c'est le sauveteur qui dessine dans le sable son problème, il et face à la mer et donc quand il dessine la mer il la dessine en face de lui

Pas faux

Bonsoir,

je viens de constater qu'un tuto intitulé "lumière sur la lumière" a été validé depuis 2 jours et se trouve donc dans la rubrique Cours de Physique-Chimie
Le titre est peut être trompeur mais La première partie , c'est quand même un cours ...d'optique géométrique ,la seconde portant sur l'aspect ondulatoire.
On y parle Schnell Descartes, miroirs, lentilles convergentes et divergentes, oeil , microscope lunette etc ...
je ne sais pas si c'est de niveau ou d'objectif différent d'ici, je n'ai que survolé, mais le thème me semble bien le même .
Y a t il eu coordination entre les deux tutos ?

Je ne crois pas qu'il y ait eu de concertation. Mais je ne crois pas non plus que la sortie de ce cours pose problème par rapport à un cours comme celui-ci, dédié uniquement à l'optique géométrique.
Vu que le niveau d'approfondissement serait différent et le traitement aussi.

En effet, il n'y a eu aucun contact entre les deux tuto. Cela dit, comme le fait remarquer Elentar, l'approche des deux tuto n'est pas la même.

J'en profite pour m'excuser du manque d'avancement, mais avec la rentrée scolaire, mon emplois du temps relativement médiocre et les démarches administratives chronophages du début d'année font que je ne trouve pas assez d'intervalles de temps suffisamment grand pour continuer la rédaction du tuto, mais cela devrait s'arranger.

Pour le principe de Fermat je trouve que l'illustrer avec un dioptre plan est pas forcement top : le dioptre plan ça paraît simple mais, en fait, c'est bien pourris comme système optique (c'est pas stigmatique du tout) donc la dessus le principe de Fermat tombe un peu à plat. Je trouve qu'on le comprends mieux avec une lentille (bon tu les as pas introduites mais tu peux trouver une pirouette) : tu places un objet sur l'AO et tu trace le rayon passant par le centre (il va en ligne droite certes mais ce mange plein d'indice n du verre) et un passant plus haut (le chemin est plus long mais moins de verre est traversé) et au final les deux chemins optiques sont équivalents (ce sont les plus courts). Ca permet de comprendre le fonctionnement d'une lentille intuitivement en bonus.

Quand au principe de moindre action je vois pas bien comment tu peux l'introduire parce que pour le faire ressembler analytiquement à celui de Fermat c'est assez coton.

Juste pour répondre à ton premier paragraphe :
Le but du passage auquel tu fais référence n'est pas de présenter le principe de Fermat, mais de l'utiliser pour redémontrer les loi de Snell-Descartes, il faut donc nécessairement que je l'utilise sur un dioptre (et je ne vois pas trop en quoi il tombe à l'eau dans cette situation). Par contre il n'est absolument pas exclu que j'y fasse de nouveau référence au moment d'introduire les lentilles et les miroirs sphériques.

ben le truc c'est que le dioptre n'est pas stigmatique donc si tu fais 2 rayons issus d'un même point mais partant vers des directions différentes tu ne vas pas pouvoir les faire se recouper. Donc la notion de chemin le plus court est un peu useless vu qu'il n'y a plus de chemin !! contrairement à une lentille où l'image d'un point est un point (en première approximation) et tous les rayons issus de A passant par la lentille finissent en B (et font tous la même longueur).

Alors je suis d'accord avec toi le principe de Fermat marche bien dans ton cas (évidement) mais il est pas très utile en lui-même parce que tracer le rayon allant de A à C juste avec le principe de Fermat c'est franchement pas évident (il faut réussir à placer le point B et ça suppose pas mal de calcul, c'est un exo assez dur en fait pour un début de cours).

"en première approximation" : le dioptre aussi est stigmatique a peu près en se plaçant dans les conditions de Gauss...

Tu dis ça parce que quand tu regarde un objet dans l'eau tu est loin de l'objet et que ta pupille est minuscule et déjà tu vois l'objet assez flou. Le stigmatisme "approché" est franchement pourris vu que les rayons (même dans Gauss) ne se recoupent JAMAIS.

Parce qu'avec une lentille c'est mieux peut-être ? Le stigmatisme est forcément approché sauf pour un miroir plan.

Une lentille hors gauss avec objet à l'infini, focalisé à peu près au foyer image :


Un dioptre plan avec un objet dans l'eau dont l'image est focalisé ... hum hum nulle part :

Et sinon il n'y a pas que le miroir plan qui est rigoureusement stigmatique (si on suit rigoureusement la définition), il y a aussi les miroirs sphériques, paraboliques, hyperboliques, elliptiques et les dioptres sphériques par exemple.
Le dioptre plan est inutilisable en pratique à cause de son stigmatisme bidon (en plus il forme une image virtuelle ce qui est pas forcement facile à utiliser) contrairement à la lentille qui sert tout le temps.

Citation : thomas

Et sinon il n'y a pas que le miroir plan qui est rigoureusement stigmatique (si on suit rigoureusement la définition), il y a aussi les miroirs sphériques, paraboliques, hyperboliques, elliptiques et les dioptres sphériques par exemple.

Il me semble que les exemples que tu donnes ne sont rigoureusement stigmatiques que pour quelques points particuliers (par exemple, je crois me souvenir avoir démontré en sup que le miroir sphérique n'est rigoureusement stigmatique que pour son centre, qui est alors à la fois l'image et l'objet)