L'OPTIQUE

« L'OPTIQUE Les origines de l'optique se confondent avec cel­ les de l'homme, observateur attentif de tous les phénomènes qui l'entourent, et cette science est née avec les premières découvertes astronomiques.

Toutefois, la science hellénistique fut la première à approcher de façon rationnelle les phénomènes lumineux.

Trois savants de cette époque, Euclide, Ptolémée et Héron cherchèrent à comprendre les principes de la réflexion de la lumière ou de sa réfraction dans divers milieux.

Les premières lois qu 'ils énoncèrent furent na_!urellement qualitatives et en quelque sorte s'apparentaient aux lois de la perspective.

Euclide par exemple considérait des rayons visuels émis par l'œil et séparés les uns des autres afin de pouvoir expliquer le pouvoir sépara­ teur et l'acuité visuelle.

Pour rendre compte de la réflexion, Héron proposait un principe de chemin minimum dont l'idée sera reprise beaucoup plus tard au XVII• siècle par Fermat dans son étude de la réfraction.

Ptolémée observe de son côté la réfraction atmosphérique et les aberrations qu'elle entraîne; cet étonnant savant publie même trois tables de réfraction entre l'air et l'eau , l'eau et le verre et le verre et l'air.

Il y consigne les angles de réfraction correspondant à des incidences de 0 à 80 degrés.

Il faut attendre Képler et les débuts du XVII• siècle, pour qu'une théorie de la construction des images par réflexion et réfraction s'ébauche, sans que toutefois la loi de proportionnalité soit décou­ verte.

Descartes, en 1637, propose alors de décompo­ ser la lumière tombant sur une surface plane en une composante horizontale et verticale de sa vitesse, d'où découle naturellement la loi des Sinus, démon­ trée ensuite par Fermat grâce à son fameux princi­ pe d'économie naturelle.

Qu'est-ce que la lumière visible? On sait maintenant que les électrons de la matiè­ re qui absorbe de l'énergie se trouvent portés vers des états excités et quantifiés.

Ces états sont insta­ bles, aussi après un temps très court de quelques microsecondes ou même moins, ils retombent sur l'état de départ en réémettant l'énergie absorbée sous la forme d'un quantum d'énergie appelé pho­ ton .

A la suite des travaux de Planck (1900) Ein­ stein émit l'hypothèse que ces photons étaient des « grains » de lumière d'énergie spécifique, doués d'un caractère ondulatoire, c'est-à-dire d'une lon­ gueur d'onde.

La source de lumière artificielle la plus classique est la lampe à incandescence, et l'on saît que l'éner­ gie véhiculée par le courant électrique excite les électrons du filament vers des niveaux aléatoires à la suite du chauffage du métal.

Le retour à l'état fondamental s'effectue de façon tout aussi aléatoi­ re, et l'énergie se trouve réémise sur une large gamme de longueur d'onde.

Chaque photon de lon­ gueur d'onde donnée correspond à une couleur pré­ cise , il est monochromatique, mais la superposition des photons infrarouges, rouges, jaunes, verts, bleus, violets et même ultraviolets donnent pour l'œil de l'observateur une teinte uniforme blanche.

Des artifices optiques permettent seuls de séparer ces photons d'énergie dispersée pour retrouver les couleurs fondamentales du spectre.

L'OPTIQUE GÉOMÉTRIQUE Il est de coutume de distinguer l'optique géomé­ trique de l'optique dite physique ; bien que cette classification contienne une bonne part d'arbitrai-. »