Les miroirs courbes

Types de miroirs courbes

Les principaux points d’un miroir courbe

Les rayons principaux des miroirs courbes

Types de miroirs courbes

  • Un miroir convergent est un miroir qui a pour propriété de rassembler les rayons parallèles en un point. 

  • Un miroir divergent a pour propriété d’éloigner les rayons parallèles qui le frappent.

Les principaux points d’un miroir courbe

L’image suivante résume bien les parties importantes des miroirs courbes.

 

  • Sommet du miroir (S): point d'intersection entre l'axe principal et le miroir

  • Foyer du miroir (F): point où se croisent tous les rayons réfléchis sur le miroir ou tous les prolongements des rayons réféchis.

  • Longueur focale (lf): distance entre le sommet et le foyer.

  • Centre de courbure du miroir (C): distance entre le sommet et le centre du cercle à partir duquel on a formé le miroir courbe.

  • Rayon de courbure (R): distance entre le sommet et le centre de courbure.

Le rayon de courbure est toujours égal au double de la longueur focale (R=2lf)

Les rayons principaux des miroirs courbes

Pour être en mesure de tracer l’image associée à un objet devant un miroir courbe, il faut tout d’abord comprendre le comportement des trois rayons principaux des miroirs courbes. Les règles à suivre pour tracer les rayons sur les miroirs courbes sont les suivantes :

Si le rayon lumineux...

  1. arrive parallèlement à l'axe principal, il est réfléchi sur le foyer. Dans un miroir divergent, c'est le prolongement du rayon réfléchi qui atteint le foyer.

  2. passe par le foyer principal (ou le prolongment du rayon incident dans le cas du miroir convexe), il est réfléchi parallèlement à l'axe principal.

  3. passe par le centre de courbure ( ou le prolongement du rayon incident dans le cas du miroir convexe), il est réfléchi sur lui-même.

Miroir concave (convergent)

Miroir convexe (divergent)

Les images formées par les miroirs courbes

Les étapes pour obtenir une image à partir d’un tracé de rayons sont les suivantes.
 
1 - Tracer au moins deux des trois principaux types de rayons en provenance de l’extrémité de l’objet.

2 - Relier perpendiculairement le point de rencontre des rayons avec l’axe principal pour ainsi former l’objet.

L’objet se situe derrière le foyer d’un miroir convergent

 

 
L’objet est situé devant un miroir divergent

 

On peut remarquer que deux prolongements sont associés au rayon rouge.  Par contre, il ne faudra tenir compte que du prolongement du rayon réfléchi pour tracer l’image.

Les propriétés des images

La nature de l’image

La nature de l’image est le type d’image obtenue par le miroir. 
 
Une image réelle est une image obtenue par le croisement de rayons réels. Cette image doit être captée sur un écran puisqu’il est impossible d’observer cette image directement dans le miroir sans qu’elle ne soit floue. Une image réelle est donc formée devant le miroir.
 
L’image virtuelle est l’image formée par le prolongement des rayons réfléchis.  On ne peut percevoir cette image que derrière le miroir.  Il s’agit de l’image que l’on perçoit lorsque l’on se regarde dans un miroir plan.  

La taille de l’image

La taille de l’image est la grandeur de l’image. On peut la mesurer ou la comparer avec l’objet en spécifiant si cette image est plus grande, plus petite ou de la même taille que l’objet.

Le sens de l’image

Le sens de l’image nous indique si l’image est droite ou renversée par rapport à l’objet.

La position de l’image

La position de l’image nous indique la distance qui sépare l’image du miroir ou encore de son foyer. On peut aussi spécifier si l’image est devant (du côté réfléchissant du miroir) ou derrière le miroir.

Les exercices

Les références

  • MELS
  • Rogers
  • Réunir Réussir
  • Fondation Réussite Jeunesse