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OPTIQUE Principes physiques

Applications et développements

Il n'est guère de science ou de technique qui ne fasse appel aux moyens optiques pour des observations, des mesures, des reproductions, des transmissions. Les lunettes de vision sont efficaces. Les lentilles de contact, désormais d'emploi courant, s'appliquent directement sur l'œil ; elles sont pratiquement invisibles et permettent seules certaines corrections (mais on doit vérifier qu'ils n'altèrent en rien la cornée).

L'éclairagisme, qui s'intéresse aux propriétés lumineuses des sources et aux propriétés optiques des réflecteurs, réfracteurs et diffuseurs, sans exiger une précision extrême, a fait de grands progrès depuis un siècle. L'analyse spectrale rend de grands services en chimie, en métallurgie et en astronomie, celle-ci utilisant d'autre part des lunettes ou des télescopes pour concentrer le flux des étoiles, distinguer les détails du Soleil, des planètes, et même des nébuleuses, et repérer avec précision les directions, ce qui importe aussi en géodésie. De grands miroirs servent à recevoir des micro-ondes en radioastronomie, d'autres à capter l'énergie solaire, afin de fondre des matériaux très réfractaires ou de provoquer des réactions chimiques à de très hautes températures.

Les armées terrestre, maritime et aérienne utilisent les lumières visibles et la lumière infrarouge pour des observations et des signaux. Les ondes lumineuses peuvent être modulées pour la transmission de messages sonores. Les microscopes sont indispensables en cristallographie, en biologie et en médecine. Les divers instruments ophtalmologiques sont mieux connus et plus utilisés : les endoscopes, qui permettent de voir à l'intérieur de cavités dans un organisme ou une pièce mécanique (cf. optique – Images optiques), les photoélasticimètres qui, par l'observation en lumière polarisée d'une lame transparente soumise à des contraintes, servent à évaluer celles-ci.

Parmi les innombrables applications de la photographie et du cinéma, rappelons les enregistrements de phénomènes ultrarapides, les réalisations de cartes par photogrammétrie, les reproductions très réduites pour circuits électroniques miniaturisés, les images très nettes, malgré la distance, prises par les engins spatiaux.

La photocomposition fournit, par des moyens optiques, des textes à imprimer. Inversement, la reconnaissance optique des caractères d'imprimerie sert à des contrôles de chèques et à des triages postaux. L'apparition à l'échelle industrielle de matériaux optiques non linéaires à réponse très rapide permet de profiter de la considérable capacité qu'a la lumière de transporter les informations : l'apparition de processeurs optiques ajoute un chapitre à l'informatique. Des comparaisons se rattachant aux filtrages et à l'holographie permettent l'identification d'idéogrammes chinois ou d'empreintes digitales ; des enregistrements minuscules constituent, pour les ordinateurs, des mémoires optiques à grande capacité.

L'optique est l'une des activités où la coopération entre physiciens et industriels (constructeurs ou usagers) a toujours été très étroite. Au début de ce siècle, beaucoup l'ont considérée comme une science achevée, dont les raisonnements et les réalisations n'étaient guère perfectibles. Or, ses théories ont été transformées, ses instruments améliorés et ses applications (nous n'en avons cité qu'une partie) multipliées. Son rôle dans la découverte des quanta et de la relativité, l'apparition des lasers et de l'holographie ont attiré l'attention sur cette évolution.

Actuellement se développe une optique non linéaire dont l'un des aspects est la grande concentration de puissance dans un petit volume, réalisée à l'aide d'un laser (jusqu'à cent millions[...]

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Écrit par

  • : directeur de recherche au C.N.R.S., Institut d'optique à Orsay
  • : 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

. In Encyclopædia Universalis []. Disponible sur : (consulté le )

Médias

Principe de Fermat - crédits : Encyclopædia Universalis France

Principe de Fermat

Réfraction atmosphérique - crédits : Encyclopædia Universalis France

Réfraction atmosphérique

Mirage - crédits : Encyclopædia Universalis France

Mirage

Autres références

  • ASHKIN ARTHUR (1922-2020)

    • Écrit par Bernard PIRE
    • 1 271 mots
    • 1 média

    Le physicien américain Arthur Ashkin a reçu le prix Nobel de physique en 2018 pour ses « inventions révolutionnaires dans le domaine de la physique des lasers ».

    Né le 2 septembre 1922 à New York, au sein d’une famille d’origine juive ukrainienne, Ashkin a passé sa jeunesse dans le quartier...

  • BABINET THÉORÈME DE

    • Écrit par Josette CACHELOU
    • 164 mots

    Considérons une source lumineuse ponctuelle A dont un système optique donne une image ponctuelle A′. Limitons maintenant l'ouverture du système soit par un écran percé d'un petit trou T, soit par l'écran complémentaire E, c'est-à-dire ayant la forme du trou T. Autour de A′, dans une région normalement...

  • CHAMBRE NOIRE ou CHAMBRE OPTIQUE, reproduction graphique

    • Écrit par Jean RUDEL
    • 508 mots

    L'invention de la camera oscura (chambre obscure dite aussi chambre noire) comme moyen de reproduction d'une image et son exploitation perspective remonte à des temps très anciens. Déjà Aristote, dans ses Problematica avait fait remarquer que les rayons passant par une ouverture constituaient...

  • CINÉMASCOPE

    • Écrit par Victor BACHY
    • 240 mots

    Le premier des procédés de film large projeté sur grand écran qui ait connu un grand succès commercial (La Tunique, de H. Koster, 1953).

    Le Cinémascope est fondé sur un procédé optique très ancien, l'anamorphose, qui, par un jeu de miroirs et de lentilles, comprime l'image dans le sens vertical...

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Voir aussi