Image (optique)
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Définition
L'image est une correspondance point à point entre deux plans, le plan objet et le plan image. Cette correspondance doit être simple et l'homothétie est une transformation simple. L'appareil photo le plus simple, mis à part les phénomènes de diffraction, permettant une telle correspondance est un simple trou, la sténopée.
La sténopée
C'est ainsi que fonctionnaient les premiers appareils photographiques. Il n'y a aucun problème de mise au point. L'image est toujours nette. L'inconvénient principal est qu'il faut des temps de pose très longs car peu de photons issus de l'objet atteignent la plaque photo.
Les lentilles
Il fallait donc trouver un dispositif qui fasse arriver en chaque point de l'image un plus grand nombre de photons issus du point objet correspondant ou conjugué ; c'est le rôle des lentilles qui jouent le rôle de condenseur de lumière : la lumière qui atteint un point de l'image est celle qui a été émise par le point correspondant de l'objet dans le cône ayant pour sommet le point objet et s'appuyant sur le contour utile de la lentille.
Les photons émis par un point de l'objet dans le cône issu de ce point et s'appuyant sur la lentille vont contribuer à l'intensité du point image. Ce point image a une position qu'il va nous falloir déterminer. Tous les rayons mettent le même temps pour aller d'un point objet au point image correspondant: c'est le principe de Fresnel.
Deux limitations en optique géométrique
- l'une de principe: une image est à deux dimensions. Les objets sont en trois dimensions et l'on voit dans le visible la surface extérieure. Ainsi la photo souvenir d'un personnage sur fond de beau paysage est déjà très complexe à définir en optique géométrique.
- l'autre physique: le point au sens mathématique n'existe pas physiquement et donc lorsque l'on parlera de source ponctuelle, on signifiera suffisamment petite pour être considérée comme ponctuelle. De même une image n'est pas faite de points mais de petites surfaces suffisamment petites pour donner une impression de continuité.
Des chercheurs d'IBM (International Business Machine) ont écrit les plus petites lettres du monde de 50 Å de hauteur avec des atomes de xénon sur du nickel ; ils ont pu être alignés et être vus avec un microscope électronique à effet tunnel pour former les trois lettres IBM (La Recherche juillet-août 1990). Avec de telles lettres, les textes de Wikipédia n'occuperaient pas une ligne dans la page constituée par un pixel.
Voir aussi
Optique géométrique | Dioptre | Doublet | Lentille | Optique | Miroir | Stigmatisme