Le miroir plan

Un miroir est une surface polie servant à réfléchir la lumière de manière à obtenir une image. Un miroir est plan lorsqu'il n'est pas courbé.

Formation d'une image

L'image formée par un miroir plan est virtuelle et est située derrière le miroir à une distance égale à la distance entre le miroir et l'objet. Cette image est inversée (gauche-droite), mais pas renversée (haut-bas).

Une image est virtuelle lorsqu'elle est formée à l'intersection du prolongement des rayons réfléchis. Une image est réelle lorsqu'elle est formée à l'intersection des rayons réfléchis eux-mêmes. L'image réelle peut être projetée sur un écran, contrairement à l'image virtuelle.

L'image produite par un miroir plan est de même grandeur que l'objet (h_i = h_o) et à une distance derrière le miroir égale à la distance entre l'objet et le miroir (d_i = d_o).

Afin de déterminer géométriquement la position d'une image, il faut tracer, à partir de différents points de l'objet, une droite normale à la surface du miroir. Le point image se trouve sur cette droite, à la même distance du miroir que le point objet correspondant. Il est ainsi possible de reconstruire l'image de l'objet point par point. Si nécessaire, on peut aussi prolonger graphiquement le miroir dans le cas où l'objet n'est pas situé entièrement devant le miroir.

Construction graphique de l'image formée par un miroir plan

Sur la figure ci-dessus, on remarque que les droites AA' et BB' sont perpendiculaires au miroir bien que ce dernier soit incliné.

Tracé des rayons permettant à un observateur de voir l'image virtuelle produite par un miroir plan

Champ de vision

Le champ de vision d'un observateur est l'espace qui est rendu visible grâce, par exemple, à un miroir plan. Pour déterminer le champ de vision d'un observateur placé devant un miroir plan, on procède de la manière suivante :

1. Déterminer la position de l'image (O') de l'observateur (O).



2. Tracer deux droites ayant pour origine l'image de l'observateur et passant par les extrémités du miroir.



3. Ces deux droites délimitent le champ de vision de l'observateur (en jaune).

Le champ de vision du miroir plan correspond donc à ce que verrait l'observateur s'il était placé à la position de son image O' et si le miroir était remplacé par une fenêtre.

Des applications des miroirs plans

Les miroirs plans sont omniprésents dans nos vies. Nous en avons tous au moins un à la maison, généralement au-dessus du lavabo de la salle de bain. Les miroirs plans sont donc utilisés comme objets décoratifs. Ils sont aussi utilisés dans certains appareils optiques comme le sextant (voir Le sextant), certains types de télescopes et le périscope. Enfin, deux miroirs plans sont particulièrement utiles à la conduite automobile (et ce ne sont pas ceux cachés derrière les pare-soleil) : le miroir du côté conducteur et le rétroviseur central. Ces deux miroirs permettent au conducteur d'un véhicule routier de voir ce qui se passe derrière lui.

La réflexion
Les miroirs courbes
Le sextant
Techniques de fabrication des miroirs⁺
Objectif terminal 1.2