2. Optique ondulatoire
On trouvera à l'article lumière, un aperçu de la conception que la physique actuelle s'est forgée de la nature de la lumière. C'est une onde électromagnétique dont les champs, pour la lumière visible, varient à des fréquences comprises entre 4.1014 et 7.1014 Hz. Les récepteurs de lumière sont sensibles non pas au champ électromagnétique instantané trop rapidement variable, mais à la moyenne dans le temps de son carré. Compte tenu de la vitesse de la lumière dans le vide (environ 300 000 km.s-1), la propagation de ces ondes provoque des oscillations spatiales dont la longueur d'onde s'échelonne entre 0,4 μm pour le violet et 0,7 μm pour le rouge. Nous nous limiterons ici à évoquer les manifestations ondulatoires de la propagation de la lumière.
C'est aux équations de Maxwell qu'il convient en dernière analyse de se référer pour toute question de propagation des ondes lumineuses : de la connaissance de la lumière incidente envoyée par les sources et de la description complète de la géométrie du problème on peut déduire les champs électromagnétiques en tout point de l'espace. Si cette méthode puissante de résolution de tout problème de diffraction électromagnétique est parfois indispensable, elle reste si lourde et ardue qu'elle ne peut être utilisée dans tous les cas, malgré les progrès qu'a permis l'apparition des ordinateurs, par exemple pour l'étude des réseaux et des structures optiques intégrées. C'est alors au principe de Huygens-Fresnel, attrayant par sa simplicité presque intuitive, qu'il convient d'avoir recours : effectuant la synthèse des conceptions ondulatoires de Huygens et de l'interprétation des interférences par Young, Fresnel a présenté en 1815 la diffraction lumineuse comme le résultat de la superposition d'ondelettes sphériques émises par chaque point atteint par la lumière. On est ainsi en mesure de mener à bien la plupart des études de diffraction : limitation imposée par la diffraction au pouvoir de résolution des instruments d'optique, […]
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