photo de fourchettes et de cuillères
Vous avez sûrement déjà constaté ceci : en observant une cuillère, vous voyez votre image retournée dans le creux, mais à l’endroit sur le dos de la cuillère. Si la réponse est triviale pour un scientifique, on peut quand même expliquer plus simplement à quoi tout ceci est dû.

La solution réside avec la forme du miroir constitué par la cuillère : le creux est un miroir concave et le dos un miroir convexe.

Quand on envoie deux rayons de lumière sur un miroir concave (le creux), ils sont envoyés vers le point focal où ils se croisent. C’est à ce moment là que l’image (réelle) est inversé :

miroir concave
Comme vous le voyez, la ligne verte du bas se retrouve au dessus de la ligne rouge du haut : l’image est renversée.

Le dos de la cuillère n’est pas creux, lui, mais bombé : c’est un miroir convexe. Les rayons ne sont pas concentrés, mais écartés de l’axe central :

miroir convexe
L’image (virtuelle) est rétrécie, mais toujours dans le même sens !

Bien que mon schéma ne le montre pas, les images se forment toujours entre le miroir et le centre de courbure, d’où la position des images.

Dans le second cas, l’image est dite « virtuelle » : elle nous semble provenir de derrière la cuillère. Pourtant, il faut bien comprendre que la cuillère étant opaque, les rayons de lumière transportant l’image ne proviennent pas réellement de dérrière la cuillère. C’est pour cela que l’on parle d’image « virtuelle ».

Cette particularité mathématique permet de calculer les tailles des images et leur position, même s’il s’agit de décrire les images comme virtuelles, ou irréelles. Après tout, dans le cas d’un miroir plan ordinaire, ne parle-t-on pas de « l’autre côté » du miroir ?

image d’en-tête de Didriks

10 commentaires

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Allchimik écrit :

Ho ! je me posais la question l'autre jour, mais je pensais que ça venait plutôt de la rétine ou de l'oeil qui lui aussi inverse les images... sauf que c'était pas logique T-T

Merci Timo !

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romainc écrit :

@Allchimik : La rétine reçoit les images inversées (car la cornée et le cristallin font office de lentilles). Mais le cerveur les interprète à l'endroit.
Quand on regarde dans le creux de la cuillère, les rayons sont inversés par la cuillères puis une seconde fois par l'oeil. Puisque le cerveau interprête toujours les images de la même façon, on voit le reflet de la cuillère à l'envers.

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Ikram écrit :

L'image formée par le miroir concave est réelle pourquoi la voit-on dans le miroir et non sur une feuille comme dans les expériences de physique?

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Le Hollandais Volant écrit :

@Ikram : parce qu’on utilise des miroirs opaques et non des lentilles transparentes : si tu places une feuille là où l’image se forme, l’image de l’objet ne se réfléchit plus dans le miroir (bloqué par la feuille).

Pour faire ce que tu dis, il faudrait un miroir sans teint plat, afin de dévier l’image réelle de l’axe optique et de la récupérer sur un côté, et là on peut utilise un papier.
C’est d’ailleurs comme ça que fonctionnent les télescopes : https://fr.wikipedia.org/wiki/T%C3%A9lescope#mediaviewer/File:Telescope_newton_schema.png (qui fonctionnent avec des miroirs ; au contraire des lunettes astronomiques qui fonctionnent uniquement avec des lentilles).

Tu vois ?

Avec une lentille, l’image se forme de l’autre côté et on peu placer une feuille sans bloquer l’axe optique.

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alibaba écrit :
Merci beaucoup pour cet exposé très explicite et simple à la fois.
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Hadjer écrit :

Oui, comment expliquer alors que me sur un miroir convexe sur des chênes (collier) où il y une écriture en la vois à l'envers ?

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Monsieur Lu écrit :

Mais voyons, la cuiller n'existe pas.

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Manuuuuuu écrit :

Ah et bien j'ai appris quelque chose aujourd'hui merci pour cet article

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GilJan écrit :

Merci pour vos explications de géométrie optique. Mais cela ne me satisfait pas.
Mon objection est la suivante (je sais qu'elle est fausse, mais pourquoi ?)
L'image que voit le regardant ne flotte pas dans l'espace entre lui et la cuillère. Elle se trouve en quelque sorte sur la surface de la cuillère. Comment peut-elle être inversée sur la cuillère ?
Et quand on est du côté convexe de la cuillère comment peut on voir une image virtuelle située derrière la cuillère qui est opaque ?
Si on prend un miroir plan, et qu'on le courbe très peu par exemple avec un rayon de courbure de 100 millions de km, est-ce que l'image s'inverse instantanément ?

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Le Hollandais Volant écrit :

@GilJan : l'image n'est pas sur la cuillère mais sur ta rétine. Elle est est déposée par les rayons lumineux provenant de la cuillère, et la direction des rayons dépend de la courbure de la cuillère.

Ensuite le rayon de courbure te donne un centre du rayon de courbure. On appelle ça le point focal.
Selon que tu sois situé entre la cuillère et le point focal OU au delà du poids focal, l'image sera retournée ou non.

Dans un miroir concave (creux), les rayons ne se croisent qu'après avoir passé le point focal.

Si ton rayon de courbure est de 100 gigamètres, le point focal est à 100 Gm et tu es avant le point focal : tu verras l'image à l'endroit.

Essayes avec une cuillère : regarde là de très près (image à l'endroit) et de loin (image à l'envers).
Si tu regardes pile depuis le point focal, tu verras un gros blob bien flou : tous les rayons y passent en même temps et on ne distingue rien.

Marche aussi avec une lentille optique, comme une loupe : de loin, une loupe ne grossit pas l'image, elle la retourne.


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