optique.

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optique. n.f., étude de la propagation de la lumière, plus généralement des ondes
électromagnétiques et, par extension, des électrons ou autres particules.

L'optique géométrique.
L'optique géométrique ne se préoccupe pas de la nature physique de la lumière. Dans un
milieu transparent, homogène et isotrope, la lumière se propage en ligne droite. La lumière
peut se réfléchir sur des surfaces : l'angle d'incidence est égal à l'angle de réflexion, ces
angles étant mesurés par rapport à la normale.
La lumière se réfracte lorsqu'elle traverse un dioptre, c'est-à-dire une surface séparant
deux milieux d'indices de réfraction différents n1 e t n2. Les angles d'incidence i1 e t de
réfraction i2 sont reliés par la loi de Descartes : n1 sin i1 = n2 sin i2. Si la lumière se propage
d'un milieu plus réfringent vers un milieu moins réfringent ( n1 > n2), elle subit la réflexion
totale sur la surface de séparation des deux milieux si i1 est supérieur à I tel que n1 sin I =
n2.
L'indice de réfraction varie en général avec la couleur, liée elle-même à la longueur
d'onde : c'est le phénomène de dispersion, qui est à la base de la décomposition de la
lumière blanche par un prisme.
Toute l'optique peut se construire à partir du principe de Fermat : parmi tous les
chemins envisageables pour la lumière, le chemin réel est celui qui rend minimal le trajet
optique S ni li , li étant le chemin parcouru dans le milieu d'indice ni.
Les applications comprennent tous les instruments d'optique faisant intervenir soit des
miroirs : télescopes et radiotélescopes (optique catadioptrique), soit des dioptres : loupes,
microscopes... (optique dioptrique). Les fibres optiques sont des fils cylindriques formés de
matériaux transparents dont l'indice de réfraction varie du centre vers l'extérieur ; la
lumière s'y trouve emprisonnée par réfraction et réflexion totale, et peut se propager sur
de très grandes distances avec une faible atténuation.

L'optique physique.
Elle fait intervenir la nature de la lumière. En considérant la lumière comme une onde, on
peut interpréter les phénomènes d'interférence : deux ondes issues d'une même source se
recombinant après des chemins différents produisent une intensité variable selon la
différence de phase des trajets optiques. C'est ainsi que se forment les franges
d'interférence.
Lorsque la lumière éclaire un petit diaphragme, les différents points de celui-ci se
comportent comme des sources lumineuses cohérentes, c'est-à-dire avec une relation de
phase : c'est le principe de Huygens. Les interférences produites entre les ondes issues de
toutes ces sources forment une figure de diffraction. Par exemple, l'image d'une étoile
donnée par un petit télescope de diamètre D, au lieu d'être un point, est un disque de
diamètre de l'ordre de ^f /D, ^ étant la longueur d'onde et f la distance focale. Plus
généralement, si un instrument d'optique est de bonne qualité, c'est la diffraction qui limite
ses performances.
Lorsque de la lumière tombe sur de très petites particules, celles-ci la renvoient par
diffraction dans des directions qui peuvent être éloignées de la direction d'incidence : c'est
le phénomène de diffusion.
La nature électromagnétique de la lumière permet d'interpréter la polarisation. Un
polarisateur ne laisse passer qu'une direction du champ électrique ou du champ
magnétique associé : la lumière qui l'a traversé est dite polarisée linéairement.
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Les livres
optique - la grande aventure de la lumière, page 3595, volume 7

L'optique non linéaire et l'optique électronique.
L'optique non linéaire utilise les propriétés de certains milieux capables d'amplifier ou de
moduler la lumière. Un exemple de milieu amplificateur qui peut même être un oscillateur,
source de lumière monochromatique cohérente, est le laser. Seul l'aspect quantique de la
lumière considérée comme composée de photons permet de comprendre ces
phénomènes. L'optique non linéaire est en plein développement. Par exemple, les lasers
ainsi que les dispositifs modulateurs et amplificateurs de lumière permettent les
communications à grande distance par fibres optiques.
L'optique électronique utilise la déviation des faisceaux d'électrons par des champs
électriques ou magnétiques. Elle intervient, entre autres, dans la construction des écrans
de télévision ou d'ordinateurs.
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Les corrélats
Descartes René
diffusion - 1.OPTIQUE
électro-optique
Fermat (Pierre de)
Huygens Christiaan
Ibn al-Haytham Abu 'Ali al-Hassan
image - 2.PHYSIQUE
lentille - 2.OPTIQUE
miroir - 1.OPTIQUE
onde
physique - La révolution galiléenne et la naissance de la physique classique - De
Galilée à Newton
polarisation - 1.PHYSIQUE
prisme - 2.PHYSIQUE
rayon - 2.PHYSIQUE
réflexion - 1.OPTIQUE
réfraction
sciences (histoire des) - La lumière
spectre
Zeiss Carl
Les livres
optique, page 3595, volume 7
sciences (histoire des) - l'optique géométrique en 1850, page 4679, volume 9