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Miroir sphérique : position, grandissement et taille de l'image

Trouvez où un miroir concave ou convexe forme l'image d'un objet, sa taille et sa nature : réelle ou virtuelle, droite ou renversée.

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Miroir

Valeur hors limites

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Résultats

Distance de l'image au miroir

15,00

Image réelle, devant le miroir : elle peut être projetée sur un écran

Grandissement

-0,500

Renversée et réduite
Hauteur de l'image
-1,00
Rayon de courbure
20,00

Les images données par un miroir sphérique

Un miroir sphérique forme une image dont la position et la taille dépendent de sa distance focale et de la distance de l’objet. Un miroir concave, creux comme l’intérieur d’une cuillère, peut donner une image réelle que l’on projette sur un écran, ou une image virtuelle agrandie quand on s’en approche. Un miroir convexe, bombé vers l’extérieur, donne toujours une image droite et réduite qui couvre un large champ.

Les formules

Avec toutes les distances mesurées depuis le miroir et comptées positivement devant lui :

  • Relation de conjugaison : 1/f = 1/p + 1/p’, soit p’ = f × p ÷ (p − f)
  • Grandissement : γ = −p’ ÷ p
  • Taille de l’image : A’B’ = γ × AB
  • Rayon de courbure : R = 2f

Un miroir concave a une focale positive, un miroir convexe une focale négative. Le calculateur applique le signe pour vous : saisissez la focale en valeur positive et choisissez le type de miroir.

En France, les cours de lycée et de classes préparatoires écrivent souvent la relation avec des distances algébriques, 1/SA’ + 1/SA = 2/SC, orientées dans le sens de la lumière. Les résultats sont les mêmes, seuls les signes des distances diffèrent.

Exemple

Un miroir concave de 10 cm de focale et un objet de 2 cm de haut placé à 30 cm :

  • Position de l’image : 10 × 30 ÷ (30 − 10) = 15 cm devant le miroir, l’image est réelle
  • Grandissement : −15 ÷ 30 = −0,5, l’image est renversée et deux fois plus petite
  • Taille de l’image : −1 cm
  • Rayon de courbure : 20 cm

Lire le résultat

  • Distance d’image positive : image réelle devant le miroir, que l’on peut recueillir sur un écran.
  • Distance d’image négative : image virtuelle derrière le miroir, visible seulement en regardant dans le miroir.
  • Grandissement négatif : image renversée. Positif : image droite.
  • |γ| supérieur à 1 : l’image est plus grande que l’objet.

Quand l’objet est exactement au foyer d’un miroir concave, les rayons réfléchis ressortent parallèles et aucune image ne se forme : c’est le principe inverse des phares, des lampes torches et des fours solaires.

Où trouve-t-on des miroirs courbes ?

Les télescopes utilisent de grands miroirs concaves pour collecter la lumière, comme le télescope de 1,93 m de l’Observatoire de Haute-Provence. Les miroirs grossissants et ceux des dentistes sont concaves ; les miroirs de carrefour, de parking et d’angle mort sont convexes. Pour les lentilles, qui suivent une relation proche avec d’autres conventions, utilisez le calculateur de lentille mince.

Questions fréquentes

Quelle est la relation de conjugaison d'un miroir sphérique ?

Avec les distances comptées positivement devant le miroir, 1/f = 1/p + 1/p', où f est la distance focale, p la distance de l'objet au miroir et p' celle de l'image. Le grandissement vaut γ = −p' ÷ p. En France, les manuels utilisent souvent les distances algébriques SA et SA' : les formules sont les mêmes, seuls les signes changent.

Quelles conventions de signe le calculateur utilise-t-il ?

Les distances devant le miroir sont positives. Un miroir concave a une focale positive, un miroir convexe une focale négative. Une distance d'image positive signifie une image réelle devant le miroir ; négative, une image virtuelle derrière lui.

Quand un miroir concave donne-t-il une image droite ?

Quand l'objet est plus près du miroir que le foyer. L'image est alors virtuelle, droite et agrandie : c'est le principe du miroir grossissant de salle de bains.

Pourquoi les miroirs d'angle mort et de carrefour sont-ils convexes ?

Un miroir convexe donne toujours une image virtuelle, droite et réduite, qui couvre un champ de vision plus large. Les objets paraissent plus petits et plus lointains qu'ils ne le sont, ce qu'il faut garder en tête pour juger une distance.

Ce calculateur vous a-t-il été utile ?

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Résultats indicatifs fournis à titre d'information. Ils ne remplacent pas l'avis d'un professionnel.