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Compléments de Physique Optique géométrique
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Dans les quelques pages à venir, nous allons rentrer dans des détails un peu plus techniques. Je les donne pour satisfaire la curiosité du lecteur, mais ils ne rentreront pas aux programmes de l'examen.
Diaphragme d'ouverture
Considérons un instrument possédant un certain nombre de lentilles. Faisons avec l'image d'un point 
situé sur l'axe optique.
est celle qui limite le plus la taille du faisceau. Le faisceau rouge, prenant appui sur la monture 
est vignété par 
. Le faisceau bleu, prenant appui sur la monture 
est vignété par 
et 
. La lentille 
joue le rôle de diaphragme d'ouverture.
Ce point émet un faisceau lumineux. Certains rayons de ce faisceau ressortiront de l'instrument, d'autres seront interceptés par la monture d'une des lentilles.
Pour connaître la quantité de lumière qui ressort de l'instrument, il faut chercher la monture qui limite la taille du faisceau (sur notre image, c'est la monture 
).
On nommera cette monture diaphragme d'ouverture.
Exemples de diaphragme d'ouvertureSur une lunette et un télescope, où on cherche à avoir le plus de lumière, on construit l'instrument de telle sorte que le diaphragme d'ouverture soit la première lentille (ou le miroir primaire). Comme c'est l'optique la plus grande, il serait dommage qu'elle ne serve à rien si c'est une autre monture plus petite qui joue le rôle de diaphragme d'ouverture.
En photographie, la problématique est différente. L'ouverture étant liée au temps de pose et à la profondeur de champ, on cherche à la contrôler en fonction de l'effet recherché. C'est donc un diaphragme physique, avec un diamètre ajustable, placé dans l'objectif, qui servira de diaphragme d'ouverture.
Pupille d'entrée, pupille de sortiePour rechercher quelle monture limite la largeur de notre faisceau, une méthode consiste à rechercher l'antécédent de ces montures par rapport à toutes les précédentes.
Un rayon qui passera chacun des conjugués 
traversera toutes les montures réelles 
. Trouver le diaphragme d'ouverture 
revient à chercher le conjugué 
dont le diamètre est le plus petit.
à travers 
et 
à travers 
et 
. 
est son propre antécédent. On cherche ensuite lequel de ces antécédents limite le plus le faisceau issu de 
. Ici, c'est 
. 
est appelé pupille d'entrée, et son image 
est appelée diaphragme d'ouverture.
Ici, c'est 
. 
est appelé pupille d'entrée et 
diaphragme d'ouverture.
RemarqueLa pupille d'entrée est le conjugué du diaphragme d'ouverture dans l'espace objet.
De la même manière, on définit la pupille de sortie comme étant le conjugué du diaphragme d'ouverture dans l'espace image.
Pour profiter pleinement d'un instrument, il faut que la pupille de sortie et la pupille de l'oeil soient confondues.
Ce n'est pas nécessairement une lentille qui joue le rôle de diaphragme d'ouverture. Ça peut-être un vrai diaphragme, comme dans le cas de l'appareil photo.
On peut également placer un vrai diaphragme physique, en entrée, pour jouer le rôle à la fois de diaphragme d'ouverture et de pupille d'entrée. (En effet, s'il est placé en amont de la première lentille, il est son propre antécédent).
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Diaphragme d'ouverture - Pupilles