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Miroir parabolique et image réelle

Transcription de la vidéo

salut à toi bienvenue donc dans cette petite vidéo on va parler de miroirs paraboliques donc lorsqu'on parle de paraboles on pense souvent par exemple aux thèmes pour avoir la télévision satellite où on peut aussi penser je sais pas moi au barbecue solaire ge pas si vous avez déjà rencontré ce genre d'objet et donc tout ça en fait vient du terme mathématiques paraboles aux ide c'est cette surface représenté en trois dimensions ici dans le temps l'espace x y z est donc bien sûr un miroir parabolique mais il va adopter ce type de forme qu'on a par exemple sur cette surface ici qu'on appelle un paraboles aux ide et donc si on représente un miroir parabolique en coupe transversale sur son axe optique ça nous donne quelque chose comme ça donc l'axé optique est ici en pointillés et le miroir parabolique c'est ce trait vert ici que j'ai représenté ici on a simplement un trait qui correspond en fait à une parabole et si on imagine faire une rotation de ce trait tout autour de cet axe central lax optique eh bien on va obtenir ce type de surface qu'on appelle une paraboles aux ide donc voilà ici on représente un miroir parabolique en coupe transversale sur son axe optique alors qu'est ce qui se passe lorsqu'on a un rayon incident en parallèle à l'axé optique qui arrive sur ce miroir parabolique donc on va le dessiner voilà notre rayon par l axe optique qui arrive sur ce miroir il est bien sûr réfléchi de manière régulière ce qui nous donne quelque chose comme ça si je trace un deuxième rayon parallèle par exemple ici bien il va être réfléchie de la façon suivante hockey et on peut continuer la zone en si j'ai un autre rayon qui arrive toujours parallèle par exemple de ce côté comme ça et bien l'oreille on réfléchit aura à peu près cette direction voilà et dans ce qui est bien important de comprendre c'est quel que soit le rayon parallèle à l'axé optique parallèle au centre de la figure qui va toucher qui va arriver sur ce miroir parabolique et bien le rayon réfléchi va nécessairement passer par ce point ici c'est un point très important puisque on appelle ça le foyer et donc tous les rayons parallèle quelle que soit leur point d'impact sur le miroir vont étant donné cette forme spécifique être réfléchie en passant par ce point qu'on appelle le foyer et donc c'est exactement ce principe qui est utilisé dans le barbecue solaire puisque le soleil est très loin par rapport à la terre on peut considérer que les rayons du soleil arrive de manière parallèle et knoxy on aligne lax optique d'un miroir parabolique au soleil à ce moment là tous les rayons du soleil vont être concentrés en un point et donc on peut s'en servir par exemple pour faire un barbecue et c'est bien sûr la même chose pour la télévision satellite on va essayer de focaliser toutes les ondes avec magnétique des satellites en un point pour avoir une meilleure réception et donc on peut se servir aussi de toute cette énergie concentrée en un point du soleil est bien pour chauffer un fluide par exemple on peut imaginer qu'on a un tube ici qui va passer avec un fluide de l'eau ou un autre fluide qui a va emmagasiner la chaleur pour ensuite plus tard produire de l'électricité c'est ce qu'on a dans un certain nombre de centrales solaires thermiques donc voilà ici on voit des miroirs paraboliques plus précisément cylindro paraboliques avec au foyer donc ici c'est le tube qui représentait la et bien un fluide qui circulent et qui va s'échauffer puisque tous les rayons du soleil vont être concentrés sur ce tube on peut avoir envie aussi d'utiliser ce miroir parabolique dans une situation inverse c'est à dire lorsqu'on a une source au foyer et qu'on cherche à émettre un faisceau de rayons parallèle et c'est en fait le principe qu'on utilise dans les voitures donc je vais faire un petit schéma dans les phares de voitures je vais faire un petit chemin pour expliquer un peu tout ça alors on va essayer de dessiner une voiture de manière à peu près réaliste donc on s'imagine ici qu'on sur une ampoule standard qui ne se trouvent pas qui ne se trouvent pas dans un miroir parabolique alors bien sûr le schéma est un peu exagéré l'an poule n'est pas à l'échelle est un peu décalé par rapport à la voiture mais ce qu'il faut bien comprendre c'est que si on avait simplement à l'avant d'une voiture une ampoule seul comme ça à limay très bien sûr dans toutes les directions et donc on aurait une lumière qui seraient dilués dans toutes les directions de l'espace au lieu d'éclairer bien devant la route c'est à dire la partie qui nous intéresse ou ce qui se passe en fait dans toutes les voitures actuelles il est tu peux t'amuser à regarder à peu près comment est agencé un phare de voiture mais on sait qu'on a un miroir parabolique je vais dessiner en plus gros pour qu'on puisse bien voir ce qui s'y passe mais bien sûr c'est quelque chose d'assez petit et qui est inséré dans la carrosserie dans l'avant de la voiture et donc on a une ampoule qui est positionné une ampoule qui est positionné au foyer de ce miroir parabolique et donc tous les rayons qui vont être émis par cette ampoule qui sont bien sûr émis dans toutes les directions vont ressortir de manière complètement parallèle à laax optique et donc à partir d'une source qui émet dans toutes les directions eh bien on va se retrouver avec un faisceau de rayons parallèle ce qui est exactement ce dont on a besoin pour bien éclairer la route devant soi donc comme on l'a vu dans la vidéo précédente la propriété des miroirs blanc c'est de produire des images virtuelles par contre ici à la différence du miroir plan le miroir parabolique lui produit des images réelles donc ma détaillé ça sur un petit chemin en dessous donc j'ai retracé lax optique de notre miroir parabolique donc pour cette pub pour ce miroir parabolique on a distingué le foyer donc que je vais noté grant f et ensuite le centre optique je notais grand c'est donc il faut bien voir que on a la même distance donc je vais mettre deux traits comme ça on a la même distance entre le foyer et f et le sommet du miroir parabolique et le point est fait le point c'est donc j'ai mis ces deux segments sont égaux gelé marqué avec ses deux bars donc là effectivement ça se voit pas très bien sûr mon chemin puisque le miroir et un peu trop courbé mais ce qu'il faut retenir c'est que le point s'est en fait c'est le centre de la sphère sur laquelle s'appuie le miroir sphérique et donc on peut montrer que dans le cas d'un miroir sphérique comme ça le foyer objet est situé à égale distance entre le centre de la sphère le centre optique le point c'est que j'ai noté ici et le sommet du miroir qui est l'intersection du miroir avec l'axé optique donc ce qu'on va faire ici c'est en fait placer les objets sur cet axe optique à différents endroits et regarder ce qui se passe pour les rayons lumineux provenant de ces objets après réflexion sur ce miroir parabolique donc on va s'intéresser d'abord à un objet qui est situé à gauche de ce centre optique du point c'est ici voilà je le représente par une flèche et donc on va tracer son image avec ce miroir par bolide donc il faut savoir qu'il ya un certain nombre de rayons qui sont faciles à tracer ses les rayons qui sont parallèles à laax optique puisque eux on sait qu'ils vont émerger en passant par le foyer au petit et c'est également les rayons qui passe par le foyer le point f puisque eux on sait qu'ils vont émerger en et en parallèle à laax optique alors on va commencer par tracer le rayon qui est parallèle à l'axé optique le voilà ok donc ce rayon et réfléchie en passant par le foyer enfin si je regarde le rayon qui passe par le foyer voilà je les dessine et ici on va prendre une autre couleur et bien ce rayon et réfléchie de manière parallèle un axe optique voilà et donc on remarque quand on a un point d'intersection ici entre les deux rayons émergents et donc c'est exactement à cette intersection ici que se forme l'image de notre objet de notre flèche gelard dessine ici donc pourquoi son image et correspond à cette flèche ici perpendiculaire un axe optique parce qu'on peut faire le même raisonnement qu'on a fait pour l'extrémité de la flèche pour chaque point qui constitue la flèche et donc ça nous permettrait de reconstruire exactement cette flèche qui est plus petit et qui est dans le sens inverse et donc en fait ici on a fait apparaître ce qu'on appelle une image réelle si on met un écran ici eh bien on verra l'image réelle de notre objet à travers ce miroir parabolique pourquoi on appelle ça une image réelle parce qu'on peut la projeter sur un écran à la différence de l'image formé par un miroir plan on ne peut pas la projeter sur un écran ici se dispose d'un écran juste à cet endroit eh bien on va avoir l'image qui se forme sur l'écran et donc dans ce cas on parle d'image réel donc on va s'arrêter là pour cette vidéo et on continue dans la prochaine sur cette notion de miroirs paraboliques