Retrouvez cet article dans : Linux Pratique 38
OptGeo est le plus avancé, si ce n'est le seul, des Logiciels libres destinés à l'apprentissage de l'optique géométrique 2D. OptGeo vous permettra de créer des simulations diverses, dans le but d'observer et de comprendre les phénomènes « classiques » d'optique (ce logiciel encadre typiquement le programme d'optique géométrique de l'enseignement secondaire).
1 Kylix est un environnement de développement intégré pour le langage Pascal sous Linux. Il s'agit d'une tentative de portage par Borland de son langage de programmation Delphi. La dernière version, Kylix 3 date de juillet 2002. Depuis, son développement a été abandonné.
La version Linux d'OptGeo est développée en Kylix 1, ce que lui reprocheront peut-être certains utilisateurs, qui voient là un frein à son évolution. Récupérez le répertoire compressé du logiciel sur le site officiel ; il contient un fichier exécutable que vous n'aurez qu'à lancer via la commande :
~$ ./startoptgeo
OptGeo est très simple d’utilisation et sa prise en main est rapide grâce notamment aux nombreux exemples fournis avec le logiciel (ces derniers se trouvent dans le sous-répertoire exemples/).
OptGeo permet d'étudier les grands principes d'optique géométrique tels que les phénomènes de réflexion et de réfraction, le comportement d'un rayon lumineux au travers de lentilles convergentes et divergentes, face à plusieurs types de miroirs, etc. De plus, plusieurs applications « standards » sont également illustrées : le microscope, la fibre à saut d'indice (Fig. 1), le télescope, etc.
OptGeo propose deux types d'activités : vous pourrez, d'une part, comprendre à votre rythme les bases de l'optique grâce à l'étude des exemples fournis, et, d'autre part, créer vos propres simulations à l'aide des nombreux outils qui sont à votre disposition. Ces outils sont répartis en plusieurs « familles » (Fig. 2) :
- les miroirs : plan, concave, convexe, semi-réflchissant, sphérique ou parabolique ;
- les écrans : écran standard ou diaphragme ;
- les sources de lumière : objet ponctuel réel ou virtuel, rayon simple, onde plane ;
- les dioptres : lentilles convergentes ou divergentes, polygones réfractants, etc.
Par ailleurs, un ensemble d'outils supplémentaires vous permettra de travailler sur vos constructions : mesure de distances entre 2 points, mesure d'angles, ajout de texte, cache des traits de construction, etc. Vous pourrez également activer l'affichage des normales aux dioptres et aux miroirs, ou encore l'affichage des angles d'incidence et de réfraction. Enfin, une grille de repérage est à votre disposition pour un placement plus précis des éléments.
Après avoir choisi les dimensions de son espace de travail, il suffit de déposer sur celui-ci les différents éléments nécessaires à la modélisation que l'on souhaite réaliser : une source de lumière, une ou plusieurs lentille(s) ou autre volume réfractant, puis, éventuellement, un miroir simple ou un jeu de miroirs, un diaphragme, un écran, etc. À partir de l'instant où un élément a été déposé sur le plan de travail, il est possible de le déplacer en translation ou en rotation, de modifier certaines de ses propriétés, de le dupliquer ou de le supprimer. Le logiciel va ensuite tracer le chemin suivi par le rayon lumineux, en fonction de vos paramètres et en utilisant les fameuses lois de Descartes, indissociables de l'optique géométrique.
Remarquez qu'à chaque exemple fourni est liée une fenêtre de commentaires (Fig. 3). Ces derniers sont là pour vous aider à comprendre la simulation et vous invitent parfois à effectuer certaines actions pour suivre l'évolution du rayon lumineux. Par la suite, vous pourrez éditer vos propres commentaires lorsque vous créerez une nouvelle simulation.
Site officiel : http://jeanmarie.biansan.free.fr/optgeo.html [fr]
Enfin, on notera qu'OptGeo propose l'exportation de vos simulations sous forme d'image (formats PNG, JPEG et BMP).
Les professeurs apprécieront le fait qu'OptGeo ne se limite pas à la modélisation classique basée sur des lentilles minces : il va jusqu'à montrer les aberrations notables lors de l’utilisation de lentilles hors conditions de Gauss (aberrations géométriques, chromatiques, etc.). Il en va de même pour les miroirs.
Un logiciel incontournable pour l'enseignement de l'optique géométrique...
Dernière version : OptGeo 1.26 (mars 2005) – Fichiers exécutables disponibles pour Linux et Windows.
