Institut National de Recherche Pédagogique
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Activités scientifiques avec l'ordinateur en sciences physiques (accueil)

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Des questions d'optique - Raytrace

Fonctionnalités de base
Activités de modélisation
Pour aller plus loin

LES FONCTIONNALITES DE BASE

Le logiciel propose tout un ensemble de commandes de création et positionnement d'objets. Nous donnons ci-dessous quelques éléments indicatifs des possibilités ainsi offertes. Par ailleurs, il est possible de définir soi-même des "outils" spécifiques accessibles par un jeu de boutons. Nous présentons un exemple de telle réalisation mise en place pour des étudiants.


Retour au sommaire  L'ergonomie générale

Le logiciel se présente sous la forme d'un espace de travail sur lequel on peut placer les différents éléments du montage d'optique souhaité. Un ensemble de boutons donne des accès direct au commandes les plus utiles. Un bandeau de menus donne accès à toutes les possibilités du logiciel.

Image106.gif (8021 octets)


Retour  Créer des lentilles

Le menu CREATE (suivi des choix ELEMENT et THIN LENS) permettent de dessiner une lentille mince convergente ou divergente.

On trace d'abord à la souris le trait vertical. Ensuite un trait horizontal permet de fixer la distance focale

Image112.gif (1638 octets)
On peut transformer une lentille mince en lentille épaisse avec l'icône :

Les courbures des deux faces de la lentille sont modifiables directement avec la souris.

Image114.gif (1963 octets)


 

Retour  Créer des objets étendus

Il est possible de créer n'importe quelle forme d'objets transparents étendus. Une lentille convergente ou divergente épaisse, évoquée ci-dessus, peut être construite en traçant les faces planes ou sphériques par des segments de droites et des portions de courbes.

RTobj_1.gif (3641 octets)

RTobj_2.gif (3092 octets)

De la même façon, on peut créer un prisme, une lame à face parallèle ou toute autre région pour laquelle le matériau et/ou l'indice pourra être choisi. RTmaterial.gif (16693 octets)

Retour  Créer une source

Le menu CREATE suivi des choix SOURCE permettent de dessiner une source de rayons dont on peut régler le nombre ainsi que la direction des rayons extrêmes.

Le choix SOURCE POINT, permet de créer un faisceau divergent. On clique une première fois pour fixer le point source, le nombre de rayons, puis deux autres fois pour fixer l'ouverture du faisceau.

Le choix SOURCE PLANE permet de dessiner une source dont on peut régler le nombre de rayons ainsi que la direction du faisceau de rayons parallèles.

Image116.gif (923 octets)
Pour créer une SOURCE 3 COULEURS, il suffit de créer une source ponctuelle à 3 rayons (1er clic en A), le deuxième clic de la souris pour "Ap'ture1" en B et le troisième clic doit être fait exactement au même endroit (B) pour créer ainsi les trois rayons superposés (Ap'ture 1 et Ap'ture 2 sont confondus). Prisme.gif (1695 octets)
Ensuite on utilise MODIFY puis RAY et on change les couleurs de chaque rayon indépendamment. Image119.gif (3941 octets)

Retour  Prolonger des rayons (vers l'avant, vers l'arrière)

Il est possible d'obtenir le prolongement de rayons incidents ou réfracté. Ceci est nécessaire en particulier, pour l'étude de la formation d'images virtuelles (prolongement vers l'arrière).


 
Retour au sommaire  La boîte à outils spéciale "étudiants"

RayTrace permet de programmer des "scripts". Ceci nous a permis de créer notre propre collection d'objets et de boutons de commandes.

Pour l'expérimentation auprès des étudiants de CAPES, le choix a été ainsi fait de minimiser les manipulations spécifiques du logiciel et de présenter le logiciel comme une collection d'instruments d'optique, à l'instar de la situation qu'ils trouvent en salle de travaux pratiques.

Dans l'environnement que nous avons proposé figurent ainsi :


Un choix de :

  • prismes (y compris un prisme à eau d'angle variable),
     
  • lentilles (convergentes ou divergentes),
     
  • divers objets (écran, diaphragme, dioptre sphérique, aquarium, bougie, etc.).

Un choix de sources lumineuses :

  • source ponctuelle,
  • faisceau étroit,
  • lumière blanche.
RToutils.gif (6231 octets)

RayTrace est :

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INRP-TECNE
Unité Informatique et enseignement
05/06/2000