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Stigmatisme

Stigmatisme (rigoureux) : image optique

Un système optique est dit stigmatique si tout faisceau issu d'un point lumineux donne à la sortie du système, un faisceau convergent en un point, ou semblant provenir d'un point. Ce point (Graphie) est appelé image.

Image réelle
Image réelle
Image virtuelle
Image virtuelle

Pour certains systèmes, le stigmatisme (Un système optique est dit stigmatique si tout faisceau issu d'un point lumineux donne à la sortie du système, un faisceau convergent en un point, ou...) est exact, soit pour tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) point, soit pour quelques points particuliers (cas du miroir (Un miroir est un objet possédant une surface suffisamment polie pour qu'une image s'y forme par réflexion et conçu à cet effet. C'est souvent une couche...) sphérique par exemple). Seul le miroir plan est rigoureusement stigmatique en tout point.

Stigmatisme approché

La plupart des systèmes optiques fonctionnent dans des conditions de stigmatisme approché obtenues par des réglages et des diaphragmes. (Si ce n'est pas le cas, le système est dit astigmatique : il n'y a pas d'image optique). Image:Stigmatisme.JPG

Cas du dioptre (En optique, un dioptre est une surface séparant deux milieux transparents d'indices de réfraction différents. Si la lumière se propage en ligne droite dans un milieu homogène et isotrope, elle est déviée lors du passage d'un...) plan

En effet, pour les systèmes dioptriques, il n'y a en général pas stigmatisme : le dioptre plan n'est pas stigmatique.
Mais dans un grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de cas, en particulier lorsque le récepteur est l'œil, on peut considérer un stigmatisme dit approché : pour un faisceau suffisamment limité (par l'œil, par une lentille, un diaphragme), à tout point source on peut faire correspondre un point image, la tache correspondant au non-stigmatisme étant considérée comme suffisamment petite (par rapport à la résolution du récepteur, ou par rapport à d'autres effets).

Le dioptre plan n'est pas stigmatique : il n'y a pas d'image
Le dioptre plan n'est pas stigmatique : il n'y a pas d'image
Pour l'étroit faisceau qui pénètre dans l'œil, on peut considérer un point image au sens du stigmatisme approché
Pour l'étroit faisceau qui pénètre dans l'œil, on peut considérer un point image au sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution...) du stigmatisme approché

Cas du dioptre sphérique

Par application des lois de Snell-Descartes (Les lois de Snell-Descartes décrivent le comportement de la lumière à l'interface de deux milieux. Ces lois sont au nombre de deux, une pour la réflexion et une pour la réfraction. Avec la propagation...), il est facile de constater que le dioptre sphérique n'est pas stigmatique,

Si, sur l'illustration, on imagine un diaphragme limitant le faisceau autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre...) de l'axe de symétrie, on se place dans les conditions dites de Gauss. La conséquence physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la...) est que l'on est alors dans les conditions d'un stigmatisme approché puisque les rayons semblent tous provenir d'un lieu quasi-ponctuel : dès lors, à un point objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut...), on peut associer un point image.
Sur le plan mathématique ceci correspond aux conditions où l'on peut assimiler les sinus (En mathématiques, les fonctions trigonométriques sont des fonctions d'angle importantes pour étudier les triangles et modéliser des phénomènes périodiques. Elles peuvent être définies comme rapports de deux...) à la valeur des angles (en radian).

Cas des lentilles

Bien naturellement, les lentilles constituées de dioptres plans et/ou sphériques (cylindriques) ont la même limitation.
Les rayons éloignés de l'axe optique convergent ( en astronautique, convergent en mathématiques, suite convergente série convergente ) "trop". Voir photographie ci-dessous.
Pour utiliser la lentille dans les conditions d'un stigmatisme approché il faut en particulier limiter le faisceau.

Lentille hors Gauss
Lentille hors Gauss
Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0.

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