Optique géométrique

Ch.1 : Principes fondamentaux de l’optique géométrique

Introduction

L’Optique est la branche de la physique qui étudie la lumière. C’est un domaine très vaste qui a connu dans la deuxième moitié du XXe siècle une progression spectaculaire avec la mise au point des lasers. Les applications technologiques de cette science désormais multidisciplinaire sont très répandues dans notre société. Il suffit pour s’en convaincre d’observer, dans notre quotidien, de toutes les diverses sources de lumière qui nous entourent : écrans LCD, plasma ou LED de télévision ou d’ordinateur, DVD, fibre optique, écrans de téléphones portables...

L’optronique rassemble tous les instruments conçus pour voir la nuit. Les premiers sont des intensificateurs de lumière, qui amplifient plusieurs dizaines de milliers de fois la moindre lumière résiduelle – celle de quelques étoiles de la nuit la plus noire pour la transformer en une source lumineuse visible pour l’œil humain. Ils produisent une lumière verte, la couleur que notre œil voit le mieux. Les caméras infrarouges permettent aussi de voir la nuit mais utilisent un autre procédé. En effet elles captent les rayons infrarouges émis par tout corps qui dégage de la chaleur et convertissent le signal reçu dans une longueur d’onde visible au moyen d’un système électronique.

On distingue l’Optique géométrique, qui s’appuie sur la notion de rayon lumineux et permet d’expliquer la formation des images et l’Optique physique qui s’intéresse plus spécifiquement aux problèmes que ne peut pas traiter l’Optique géométrique (cohérence, interférences, diffraction).

L’Optique géométrique peut être construite sans faire référence à la nature de la lumière. Il suffit de postuler l’existence des rayons lumineux et d’admettre que leur trajectoire obéit à certaines règles de géométrie. C’est assez pour construire des lunettes de correction, des microscopes, des