light basics 4

Son aspect est très caractéristique : ses sections annulaires concentriques la distinguent immédiatement des autres lentilles, qu’il s’agisse de la très classique plan-convexe ou de la lentille martelée qui tend aujourd’hui à se raréfier. Ce système optique original – dont on attribue la paternité à Augustin Fresnel alors que lui-même l’attribuait à Buffon – est ce qu’on appelle une lentille à échelons. Mais à quoi sert-il exactement ? Quelle est l’incidence de ces étranges anneaux concentriques sur le faisceau lumineux ? Et surtout : l’effet diffusant est-il inhérent à la conception de cette lentille ?

UNE LENTILLE PLAN-CONVEXE RÉDUITE À L’ESSENTIEL

Une lentille, quelle qu’elle soit, utilise les propriétés réfringentes du matériau transparent – généralement le verre – qui la constitue. Dès qu’il s’écarte de la normale au point d’incidence, chaque rayonnement lumineux qui la traverse se trouve deux fois dévié : lorsqu’il pénètre dans la lentille puis lorsqu’il en ressort pour pénétrer dans l’air. Cette double déviation, liée à la différence de masse volumique des milieux traversés, c’est le phénomène de réfraction. Mais l’importance de la déviation ne dépend absolument pas de l’épaisseur de la lentille. Elle dépend tout d’abord du matériau transparent lui-même qui, selon sa composition, possède un pouvoir de déviation plus ou moins grand qu’on nomme indice de réfraction. Elle dépend ensuite de l’angle d’incidence que dessinent les rayons lumineux avec chaque surface de la lentille. Dans le cas d’une lentille plan-convexe, la distance qui sépare la lampe de la face plane et le degré de courbure de la face convexe vont déterminer la plus ou moins grande convergence ou divergence des rayons sortants