OPTIQUEPrincipes physiques

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Principe de Fermat

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Réfraction atmosphérique

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Mirage

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Lois de Descartes

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Toute classification des domaines de l'optique est en partie arbitraire et comporte de nombreux recouvrements. L'optique géométrique s'appuie essentiellement sur la notion de rayons lumineux susceptibles de fournir des images qu'on observe à l'aide de lunettes ou de microscopes, qu'on enregistre par photographie ou qu'on forme sur d'autres récepteurs physiques pour recevoir des signaux ou effectuer des mesures.

L'optique énergétique tient compte des puissances transportées par le rayonnement, de leur répartition spatiale et de leur action sur divers récepteurs ; l'optique physiologique traite de la formation des images dans l'œil et de leur perception ; les phénomènes où interviennent la nature vibratoire de la lumière et sa propagation par ondes se rattachent à l'optique ondulatoire : interférences, diffraction, polarisation. La forme la plus générale de l'optique ondulatoire est l'optique électromagnétique, qui exprime le champ électromagnétique de l'onde lumineuse à l'aide des équations de Maxwell. L'étude des longueurs d'onde et de la répartition spectrale des radiations composant une lumière ainsi que celle de leurs relations avec la nature et l'état physique des sources qui les émettent et des milieux qui les transmettent constituent la spectroscopie, qu'on tend aujourd'hui, en raison de son importance, à considérer comme une science distincte. La spectroscopie est étroitement liée à l'optique quantique, qui envisage l'aspect corpusculaire de la lumière, dans ses échanges d'énergie avec la matière (cf. lumière).

La conception et la construction des instruments d'optique font appel à des calculs sur les « marches de rayons » et sur l'influence de la diffraction, à des connaissances sur les matériaux optiques, à des mesures sur les défauts résiduels des images, sur les lumières parasites, etc. Selon son application, l'optique instrumentale (on parle souvent de l'« optique » d'un instrument, par opposition à sa partie mécanique) est dite astronomique, microscopique, photographique, spec [...]

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Écrit par :

  • : directeur honoraire de l'Institut d'optique théorique et appliquée de Paris, professeur honoraire au Conservatoire national des arts et métiers
  • : professeur à l'université de Paris-XI et à l'École supérieure d'optique (E.S.O.), directeur adjoint de l'E.S.O., directeur du laboratoire d'expériences fondamentales en optique à l'Institut d'optique d'Orsay
  • : directeur de recherche au C.N.R.S., Institut d'optique à Orsay

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Autres références

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OPTIQUE - Images optiques

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OPTIQUE - Optique cohérente

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BABINET THÉORÈME DE

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DIFFRACTION, physique

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DIFFUSEUR, optique

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DOUBLET, optique

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Combinaison de deux lentilles dont les paramètres (rayons de courbure des faces, indice des verres et courbes de dispersion) sont choisis de manière à annuler une (ou plusieurs) des aberrations, le plus souvent l'aberration chromatique. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/doublet-optique/#i_21090

ÉQUATIONS AUX DÉRIVÉES PARTIELLES (notions de base)

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Beaucoup de phénomènes peuvent être décrits par une fonction. Par exemple, le déplacement d’un mobile dans l’espace peut être défini par une fonction f ( x ,  y ,  z ) où les coordonnées x , y et z correspondent à tous les points de l’espace occupés par le mobile traçant ainsi sa trajectoire. La dérivée (opération mathématique) de cette fonction  […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/equations-aux-derivees-partielles-notions-de-base/#i_21090

ÉVANESCENTES ONDES

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Ondes électromagnétiques qui se créent à proximité de la surface d'un milieu, se propagent parallèlement à cette surface et s'amortissent très rapidement à l'intérieur du milieu. Lorsque la lumière passe d'un milieu transparent d'indice de réfraction n 1 à un autre milieu transparent d'indice n 2 , on observe un faisceau transmis et un faisceau ré […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/ondes-evanescentes/#i_21090

FORME

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FRESNEL LENTILLES DE

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Il serait impossible de fabriquer des lentilles de très grandes dimensions ou à très forte courbure à l'aide de techniques courantes. Fresnel proposa de remplacer le bloc de verre unique par une lentille centrale entourée d'anneaux et de segments d'anneaux de verre prismatiques, calculés et assemblés de manière à présenter un foyer optique commun. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/lentilles-de-fresnel/#i_21090

IMAGE ANIMÉE

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  • Laurent MANNONI
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Dans le chapitre « La fantasmagorie »  : […] La technique des projections lumineuses et animées évolue très vite. Durant les années 1790, des physiciens imaginent un nouveau genre de spectacle lumineux, la fantasmagorie, qui renoue avec le passé sulfureux de la lanterne de peur. De grandes séances d’images lumineuses, animées, en couleurs et sonores, sont données à Paris à partir de 1792, par […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/image-animee/#i_21090

INTERFÉRENCES LUMINEUSES

  • Écrit par 
  • Maurice FRANÇON, 
  • Michel HENRY
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Dans le chapitre « Vibrations lumineuses »  : […] Augustin Fresnel a été le premier à expliquer les phénomènes de l'optique physique en admettant que la lumière est constituée par des vibrations transversales ; il assimilait les vibrations lumineuses aux vibrations élastiques transversales des solides. Cette dernière hypothèse aboutit à de nombreuses contradictions qui ont conduit à remplacer la […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/interferences-lumineuses/#i_21090

LUMIÈRE

  • Écrit par 
  • Séverine MARTRENCHARD-BARRA
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Dans le chapitre « Optique géométrique »  : […] C'est la plus ancienne des approches de la lumière, qui étudie son trajet et la formation des images. Dès l'Antiquité, Euclide rédigeait un traité d'optique comportant les notions de rayon lumineux, de propagation rectiligne et le principe de « retour inverse » de la lumière. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/lumiere/#i_21090

MÉDAILLE D'OR DU CNRS 2017

  • Écrit par 
  • Pierre LÉNA
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Dans le chapitre « Alain Brillet, un expérimentateur imaginatif »  : […] Alain Brillet, physicien français, est un spécialiste de l’optique . Il est né le 30 mars 1947 à Saint-Germain-en-Laye (Yvelines). Diplômé de l’École supérieure de physique et chimie industrielles (ESPCI) de la ville de Paris, il entre en 1970 au CNRS où il sera directeur de recherche à partir de 1982, après avoir travaillé au sein de l’université […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/medaille-d-or-du-cnrs-2017/#i_21090

MICRODENSITOMÈTRE

  • Écrit par 
  • Josette CACHELOU
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Instrument qui mesure la densité optique d'une petite surface plus ou moins transparente, généralement un film ou une plaque photographique. Il comprend de nombreux éléments optiques. Une source lumineuse intense sert à éclairer une fente optique réglable très petite (quelques micromètres) qui est optiquement conjuguée avec un point de la surface à […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/microdensitometre/#i_21090

MOIRÉ FRANGES DE

  • Écrit par 
  • Josette CACHELOU
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Une suite de bandes alternativement opaques et transparentes constitue un réseau d'amplitude. Superposons deux réseaux identiques à pas constant. Supposons que l'un de ces réseaux soit fixe et l'autre solidaire d'un élément mobile et que le mouvement ait lieu perpendiculairement à la direction des traits. Si la direction des traits de l'un des rése […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/franges-de-moire/#i_21090

MONOCHROMATISME

  • Écrit par 
  • Viorel SERGIESCO
  •  • 319 mots

Caractère d'une vibration représentée par une fonction sin 2πν t , cos 2πν t ou exp 2 iπνt du temps t , où ν est la fréquence. En physique des vibrations, la vibration monochromatique joue le rôle d'une vibration élémentaire, puisque tout phénomène, périodique ou apériodique, peut être analysé en composantes monochromatiques ou synthétisé à parti […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/monochromatisme/#i_21090

ONDES, physique

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 3 574 mots

Dans le chapitre « Diffraction »  : […] Le phénomène de diffraction est la modification des caractéristiques d’une onde qui rencontre un obstacle. Il est commun à tous les types d’ondes mais est particulièrement intéressant dans le cas optique, où il se présente comme une perte de netteté des contours de l’image d’un objet éclairé. Il est la cause principale de la limite de performance […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/ondes-physique/#i_21090

PHOTOMÉTRIE

  • Écrit par 
  • Michel CAGNET, 
  • Pierre FLEURY
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La photométrie proprement dite s'occupe de la comparaison quantitative des lumières (émises par des sources, transportées par des faisceaux ou agissant sur des récepteurs), d'après leur perception par l'œil. Elle est dite objectivement homochrome si les lumières étudiées ont toutes la même couleur, leurs compositions spectrales étant en outre iden […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/photometrie/#i_21090

PRIX NOBEL DE PHYSIQUE 2018

  • Écrit par 
  • Philippe BALCOU, 
  • Vincent CROQUETTE
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Dans le chapitre « La technique d’amplification à dérive de fréquence des lasers intenses »  : […] Si, en 1960, les premiers lasers fonctionnaient de manière continue, les physiciens ont rapidement trouvé le moyen de créer des impulsions de lumière d’une durée d’abord de l’ordre de la nanoseconde (10 -9  seconde), puis de la picoseconde (10 -12  seconde) et de la femtoseconde. À la simple cavité laser succède alors la notion de chaîne laser qui […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/prix-nobel-de-physique-2018/#i_21090

STROBOSCOPIE

  • Écrit par 
  • Pierre MOYEN
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Technique permettant la visualisation de phénomènes périodiques matériels trop rapides pour être suivis par l'œil. Elle utilise une lampe émettant, à la fréquence f voisine de celle du phénomène F, des éclairs de durée beaucoup plus courte que la période du phénomène à étudier (afin que le mouvement observé soit insensible pendant la durée des écl […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/stroboscopie/#i_21090

TAVELURE EFFET DE, physique

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
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  •  • 2 médias

Voir à travers un matériau opaque est un défi qui excite l'imagination. Une équipe de chercheurs de l'université Twente à Enschede (à l'est des Pays-Bas) a réalisé un montage original qui exploite les propriétés des images obtenues par illumination d'un objet fluorescent . L'idée de ces physiciens est d'analyser la « configuration tavelée », qui […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/effet-de-tavelure-physique/#i_21090

Voir aussi

Pour citer l’article

Pierre FLEURY, Christian IMBERT, Pierre CHAVEL, « OPTIQUE - Principes physiques », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 16 janvier 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/optique-principes-physiques/