Foyers secondaires, plans focaux

Considérons un faisceau parallèle mais arrivant avec une incidence non nulle par rapport à l'axe optique. Dans le cas de la lentille convergente, ils convergent en point appartenant nécessairement à l'axe car tout rayon passant par le centre de la lentille n'est pas dévié. On s'aperçoit que ce point, que nous appellerons foyer secondaire image, est à la verticale du foyer principal image.

Exemple de foyer secondaire dans le cas d'un lentille convergente

Crédit : ASM/B. Mollier

Remarque : En fait, cette dernière remarque est vraie dans l'approximation de Gauss, qui garantit un aplanétisme approché.

Si l'inclinaison du faisceau varie, ce point (le foyer secondaire) parcourt ce que l'on nomme le plan focal de la lentille.

Pour une lentille divergente, on retrouve le même phénomène, sauf que les foyers secondaires images sont virtuels et situés en amont de la lentille. Comme précédemment, nous allons pouvoir définir un foyer secondaire objet, comme étant l'antécédent d'un point image situé à l'infini, en dehors de l'axe optique. L'ensemble des foyers secondaires objets constitueront le plan focal objet.

Exemple de foyer secondaire pour une lentille divergente

Crédit : ASM/B. Mollier

Dans les conditions de Gauss, les plans focaux sont perpendiculaires à l'axe optique. Dans la vraie vie, ce sont des surfaces non planes. Les plaques photos utilisées au foyer d'un télescope de Schmidt étaient sphériques.