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Focale, centre optique et macrophotographie

Dès que l’on parle de focale, ou plus exactement, de distance focale, on pense 24×36. Toute lentille a une distance focale, même si l’on ne parle pas photo.

Loupe, foyer et distance focale

Les rayons provenant de l’infini convergent au foyer.
Si vous avez déjà allumé une bougie avec l’énergie du soleil, vous connaissez le principe.
Il suffit d’avancer ou reculer la loupe pour faire coïncider le foyer image avec la mèche.

 

Allumer bougie avec une loupe

Notez bien que le système est réversible. Si vous retournez la loupe, vous pourrez allumer la mèche de la même manière.

Foyer et distance focale

Ce schéma reprend l’illustration ci-dessus.

 

Foyer et distance focale

Notez bien que le système est réversible.
Si vous placez une lumière puissante au foyer de la lentille, les rayons sortants, émergeants de la lentille sont projetés à l’infini.
C’est le principe des phares de voiture et des phares maritimes.

Formation de l’image

 

 

Objectif et formation image

Les rayons lumineux formant l’image (à droite) du sujet (à gauche) se croisent au centre optique ou point nodal image de l’objectif.

Schéma de la formation de l’image

 

Schéma formation image

Pour simplifier, on considère l’objectif comme une lentille mince dont le symbole est la double flèche verticale, perpendiculaire à l’axe optique.

  • A gauche du schéma, on marque l’infini (?) ;
  • Le centre optique ou point nodal image se situe à l’intersection de l’axe optique et la lentille mince ;
  • La distance focale, du centre optique au foyer image est notée « f » ;
  • Le foyer image est noté « Fi » ;
  • Le foyer objet symétrique au foyer image, côté objet, est noté « Fo »

Schéma axe optique 2

Les rayons passant par le centre optique (CO) ne sont pas déviés.
Les rayons venant de l’infini, parallèles à l’axe optique sont déviés et passent par le foyer image.


Pour tracer l’image d’un point objet, il suffit de tracer

  • le rayon parallèle à l’axe optique, passant par ce point objet, puis par le foyer objet ;
  • le rayon passant par ce point objet et le centre optique.

L’intersection des tracés de ces deux rayons correspond à l’image de ce point.
En traçant les rayons, point par point, de l’objet, on obtient l’image de cet objet, ce que fait automatiquement et instantanément l’appareil photographique, sur le capteur numérique ou la pellicule argentique.

Cas particuliers

L’objet est situé à deux fois la distance focale de l’objectif utilisé.

Son image se forme à deux fois la distance focale.

  • La taille de l’image est égale à la taille de l’objet, on entre dans le domaine de la macrophotographie, au rapport 1.
  • Si l’objet continue à s’approcher de l’objectif, sans atteindre le foyer objet, son image sera de plus en plus grande.

L’objet est exactement situé à une distance égale à la distance focale de l’objectif.

L’objet est donc situé sur le foyer objet.
Dans ce cas les rayons émergeants de l’objectif sont projetés à l’infini, aucune image n’est construite.

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