Grosse confusion dans mon esprit (optique)

[ClearScreen]

Bonjour,
comme dit dans la présentation, je suis très heureux d'être inscrit sur ce forum.

Une question me turlupine, et je souhaiterais avoir votre avis ou à défaut vos remontrances ;-)

Dites moi où je me plante (ou pas) - et soyez indulgents ;-)

En optique si l'on considère une lentille convergente dans les bonnes approximations, avec un système centré, on peut définir deux points bien particuliers : le foyer objet et le foyer image

Si l'on prends des rayons venant de l'infini, parallèles à l'axe optique, après avoir frappé la lentille, ils convergent en un point appelé foyer image.

Si maintenant on prend des rayons parallèles mais formant un angle disons allez "alpha" avec l'axe optique, ils forment un foyer secondaire.

L'ensemble des foyers images secondaires et le foyer image principal forment le plan focal (définition de l'optique)

Si on prends un objet non à l'infini, son image peut être construite par la méthode classique d'optique géométrique, et l'image est inversée, ce que l'on constate sur un écran ( et donc une pellicule ?)

Êtes vous d'accord pour dire que la pellicule est le "plan film", qui est totalement différente du plan focal ?

Pour moi sur le plan focal il ne se forme alors que des tâches donnant une image "non interprétable simplement"

Merci de vos éclaircissements, car je vous avoue que la confusion entre plan focal, plan image et plan film me trouble.

Bien cordialement.

[18471]

Bonjour - bien venu

Je ne vais pas répondre directement à ta question mais te conseiller de passer sur ce site qui est très pédagogique et super bien fait. C'est là que j'ai compris que mes modèles scolaires étaient inadaptés et que les objectifs photo ne sont pas symétriques - d’où l'usage d'objectifs inversés.

[oly]

Je me pose toujours cette question avant de déclencher.

[Ricoo75]

Je me pose toujours cette question avant de déclencher.

Tant que t'arrives à dormir

[18471]

Un faisceau cylindrique de rayons parallèles à l'axe optique convergent au foyer. Mais les rayons d'un faisceau cylindrique, faisant un angle "alpha" avec l'axe optique, vont converger en un point différent (en dehors de l'axe optique). Le lieu géométrique de tous ces points de convergence n'est pas un plan mais une calotte sphérique. Voir ici 3) construction des images.

[ClearScreen]

Un faisceau cylindrique de rayons parallèles à l'axe optique convergent au foyer. Mais les rayons d'un faisceau cylindrique, faisant un angle "alpha" avec l'axe optique, vont converger en un point différent (en dehors de l'axe optique). Le lieu géométrique de tous ces points de convergence n'est pas un plan mais une calotte sphérique. Voir ici 3) construction des images.

Bonjour,
déjà, merci beaucoup pour le site : Distance focale et grandissement, par Pierre Toscani
qui est un des meilleurs site d'explication sur les objectifs et sur l'optique des appareils photo que j'ai vu depuis bien longtemps.

Concernant la calotte sphérique, je reste en fait dans l'approximation de gauss, donc comme il est dit dans ton deuxième lien, on confond la sphère et le plan tangent, en l’occurrence le plan focal.

D'ailleurs dans la méthode de tracé des 3 rayons, en général on fait toujours intervenir le foyer image principal en faisant passer par la lentille un rayon parallèle à l'axe optique dont on sait qu'il passera par F' et on choisit d'autres rayons pour trouver les points images qui intersectent ce rayon...

Le problème reste le distinguo entre le plan focal et ce que j'appelle pour avoir trouvé cette définition sur le web le "plan film". En regardant le site je trouve des explications et je voudrais savoir si tu parviens à la même conclusion que moi ou si je me plante complètement (ou si je deviens fou )

Sur les figures, on voit que le capteur ou "plan film" coïncide avec le plan focal uniquement quand on est dans le cas de rayons provenant de l'infini.

Par contre pour l'objet proche, ce n'est plus du tout le cas : on a bien le "plan film" qui est le capteur DISTINCT du plan focal, qui contient F' foyer image ; certes résultat d'un système optique complexe mais dont l'approximation confirme également cette explication.

M. Toscani le met en évidence sur les figures 9,10,11; voire sur la figure 12 quand on passe la souris dessus on voit le différence entre un objet (à l'infini et proche)

Qu'en penses tu ? (et qu'en pensez vous ?)

Merci en tout cas pour l'ensemble des réponses !
CLS.

[18471]

Je crois qu'un instant il faut que tu oublies le concept de rayon et revenir aux objets et images des objets puisque, dans le cas de la photographie, les deux sont réels. Dans la simplification lentille mince, on identifie le centre optique et deux foyers :

• le foyer image à l'arrière : F'
• le foyer objet à l'avant : F

Quid de l'image de l'objet :

• Quand l'objet est à l'infini, son image se forme dans le plan focal, dans le plan du foyer F'
• Quand l'objet est entre l'infini et le foyer objet F, l'image se forme en arrière du foyer F' et on doit allonger la chambre (le tirage optique) d'autant plus que l'objet se rapproche de F, pour obtenir une image net
• Quand l'objet est entre le foyer objet F et le centre optique, l'image n'est plus réelle et on ne peut plus la matérialiser sur un écran (ou un film). C'est le domaine d'utilisation des loupes

Évidemment les objectifs réels se différencient totalement des lentilles minces pour la position des foyers par rapport à l'assemblage des lentilles mais tu peux pratiquement procéder à leur modélisation. Exemple :

Tu fixe par un clou un réglet sur un mur (il pendouille verticalement). Tu mets l'APN sur pied et en format vertical pour augmenter la précision. Tu vises le réglet; tu fait le net et tu notes la longueur de la zone interceptée [j] par le cadre du viseur (on suppose que c'est la taille du capteur, ce qui n'est pas tout à fait vrai, c'est plus petit en fait (il vaudrait mieux lire les graduations sur un photo prise dans ces conditions). Tu ne sais pas où est le centre optique de ton objectif mais sur le boitier il y a un repère sur le côté marquant le plan du capteur et tu peux donc mesurer la distance capteur-objet : [D].

Tu appliques la formule fondamentale de l'optique 1/p + 1/p' = 1/f et alors, après calcul, la focale [F] (si i=22.2 mm dans le cas de mon APS-C)

F = i*j*D / (i+j)^2

Concrètement si on fait des 4 mesures avec le Canon 100 mm Marco USN on trouve 3 valeurs différentes de focale pour ce 100mm

i=____22,2___22,2___22,2___22,2
j=___150_____88,0___42____20,1
D=___893____605,0__392___315

f=___100,3___97,3___88,7__78,6

Ceci vient du fait que la MAP se fait pas des éléments mobiles dans l'optique et la focale de 100 mm est effective que pour des MAP assez éloignée. En MAP minimum, cet objectif à une focale de 79 mm environ

Dans ces conditions

p=iD/(i+j) et p'=jD/(i+j) ce qui te permettrait de déterminer la position du pseudo centre optique.

Je crois qu'il serait bien que tu fasses cette expérience, facile, avec ton zoom 77-55

[Joedream]

J'aurais jamais cru que des utilisateurs d'appareils photo se posent ce genre de question....

[18471]

J'aurais jamais cru que des utilisateurs d'appareils photo se posent ce genre de question....

Je me suis posé cette question car je ne comprenais pas l'intérêt que pouvait avoir, en macro, de retourner l'objectif (montage inversé d'objectifs venant de l'argentique, en général). Avec ce genre de mesure, on se rend compte que les vrais objectifs macro ont leur centre optique (équivalent lentille mince) à l'extérieur de l'assemblage mécanique. Mas attention, cette position est variable sur les objectifs modernes où la MAP se fait par déplacement interne de lentilles dans l'objectif; ce n'était pas le cas des vieux objectifs pour lesquels on faisait seulement varier la distance objectif - film.

L'intérêt de la modélisation "lentille mince" c'est que la formule 1/p + 1/p' = 1/f s'applique parfaitement.

[Phi19]

se poser des questions c'est bien, comprendre la réponse c'est bien aussi

[hyprated]

CQFD