RÉFLEXION & RÉFRACTION DE LA LUMIÈRE
DESCARTES RENÉ
Dans le chapitre « La physique » : […] La découverte fondamentale de Descartes en physique est celle de la loi de la réfraction, contenue dans Le Discours second de la Dioptrique. Là encore, il faut interpréter ce qu'il dit pour découvrir la fameuse formule : (sin i )/(sin r ) = n , ou sin i = n sin r . Dans la Dioptrique , en effet, Descartes ne parle pas explicitement de sinus, et, pour trouver cette expression, il faut recouri […] Lire la suite
LA DIOPTRIQUE (R. Descartes)
René Descartes (1596-1650) publie à Leyde (Hollande) La Dioptrique en appendice de son Discours de la méthode pour bien conduire sa raison et chercher la vérité dans les sciences . Il y montre que sa méthode est supérieure à la façon commune. Dans les deux premiers discours, intitulés « De la lumière » et « De la réfraction », il fait l'analogie entre les rayons lumineux et les trajectoires d'une […] Lire la suite
ÉVANESCENTES ONDES
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 réfléchi qui obéissent aux lois de Descartes : i ′ = […] Lire la suite
FERMAT PIERRE DE (1601-1665)
Dans le chapitre « Optique » : […] Fermat n'était pas physicien. Lorsqu'au début de sa correspondance il dispute contre Roberval et Étienne Pascal sur la statique, on le sent très en retard sur eux, et il paraît finalement se rendre à leur avis. Cependant, dès qu'il a connaissance, en 1636, de la Dioptrique de Descartes, il s'élève, avec beaucoup de bon sens, contre la pseudo-démonstration de la loi de la réfraction donnée par le […] Lire la suite
INFRAROUGE
Dans le chapitre « Les systèmes optiques » : […] Comme dans le domaine du visible, les systèmes optiques utilisés dans l'infrarouge peuvent être réflectifs, réfractifs, ou être constitués d'une combinaison de miroirs et de lentilles. Les systèmes réflectifs possèdent un très grand rendement lumineux à cause de la réflectivité élevée des films métalliques déposés sur le support des miroirs ; les aberrations (cf. optique - Images optiques) peuve […] Lire la suite
INTERFÉRENCES LUMINEUSES
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 théorie mécanique de Fresnel par la théorie électr […] Lire la suite
ISLAM (La civilisation islamique) - Les mathématiques et les autres sciences
Dans le chapitre « L'optique » : […] Très tôt, les savants arabes ont été en possession de la partie principale des travaux helléniques sur l'optique : optique, catoptrique, dioptrique, les trois branches de cette discipline, à l'époque alexandrine, ont rapidement attiré l'attention des traducteurs et des savants. Outre les textes des médecins sur l'anatomie de l'œil et sur les doctrines physiologiques de la vision, ceux des philoso […] Lire la suite
LASERS
Dans le chapitre « Le laser, un résonateur « actif » » : […] L'amplification d'une lumière parcourant le milieu « amplificateur » croît avec le nombre des atomes rencontrés et augmente donc avec la distance parcourue. Mais elle présente, en pratique, deux caractères qui la rendent difficile à exploiter. D'abord, la lumière amplifiée est accompagnée de la lumière « parasite » que constitue l'émission spontanée du milieu amplificateur. Cela interdit l'amplifi […] Lire la suite
LORENTZ HENDRIK ANTOON (1853-1928)
Dans le chapitre « Propriétés optiques » : […] Dans sa thèse de doctorat de 1875, intitulée Sur la théorie de la réflexion et de la réfraction de la lumière , Lorentz reprit une idée de Maxwell (1865), selon laquelle la lumière est une oscillation électromagnétique. Jusqu'à ce moment l'explication des lois de la réflexion et de la réfraction de la lumière était fondée sur la théorie ondulatoire de Huygens, élaborée par Fresnel en 1821, où l'on […] Lire la suite
LUMIÈRE
Dans le chapitre « La réflexion » : […] Nous avons l'intuition que la lumière se propage en ligne droite dans un milieu transparent comme l'air. C'est ainsi que nous pouvons reconstituer l'image des objets qui nous entourent. Le « rayon lumineux », émis par une source de lumière dite primaire – soleil, ampoule, etc. –, vient « frapper » l'objet – qui devient source secondaire – « rebondit » et parvient jusque dans notre œil pour y êtr […] Lire la suite
MALUS ÉTIENNE-LOUIS (1775-1812)
Né le 23 juillet 1775, à Paris, Étienne-Louis Malus du Mitry accomplit ses études à l'École royale du génie, à Mézières, où son professeur, Gaspard Monge, le remarque. Il fait ensuite une carrière militaire, puis est admis en 1794 à l'École polytechnique, qui vient d'être créée. Il participe à l'expédition scientifique de Bonaparte en Égypte, dirigée par Monge (1798-1801), et entre à la Société d […] Lire la suite
MÉTÉORES
Dans le chapitre « Les photométéores » : […] Un photométéore est un phénomène optique produit par la réflexion, la réfraction, la diffraction ou l'interférence de la lumière du Soleil ou de la Lune, sur ou à l'intérieur de certains hydrométéores ou lithométéores. […] Lire la suite
ŒIL HUMAIN
Dans le chapitre « Propriétés optiques » : […] L'étude des propriétés optiques de l'œil est compliquée et nécessite l'emploi des méthodes statistiques. On étudie un œil théorique , moyenne des sujets normaux, faite sur le vivant (à cause des déformations cadavériques). Les milieux franchis par la lumière, avant d'atteindre la rétine, sont, dans l'ordre, la cornée, l'humeur aqueuse, le cristallin et le vitré. Ainsi sont traversés un certain no […] Lire la suite
OPTIQUE - Principes physiques
Dans le chapitre « Optique géométrique » : […] Les effets d'ombre, les pointés par alignement et quantité d'évidences de la vie quotidienne amènent à admettre que la lumière se propage en ligne droite. L'expérience tout aussi commune de la réflexion et de la réfraction montre que la lumière subit un changement de direction lorsqu'elle arrive à la surface de séparation de deux milieux, et pousse à concevoir le rayon lumineux comme la ligne sui […] Lire la suite
OPTIQUE - Images optiques
Dans le chapitre « Image d'un point : stigmatisme rigoureux » : […] Un système optique est constitué par un ensemble de surfaces, en général de révolution, qui séparent (sauf s'il s'agit de miroirs) des milieux transparents, le plus souvent homogènes et isotropes, d'indices de réfraction variés. Dans l'approximation de l' optique géométrique, un rayon lumineux subit une déviation à la traversée de la surface de séparation de deux milieux successifs. Sur la figur […] Lire la suite
OPTIQUE ADAPTATIVE
Dans le chapitre « L'ATMOSPHÈRE : UN ÉCRAN DE PHASE ALÉATOIRE » : […] Pourquoi l'atmosphère déforme-t-elle l'onde ? La grandeur physique en jeu est ici l'indice de réfraction de l'air, qui a la propriété de varier avec la température : si celle-ci évolue le long du trajet optique, alors, de couche en couche, ou plutôt de cellule en cellule, chaque rayon lumineux va dévier sa course, plus ou moins indépendamment de son voisin, et le front d'onde (la surface normale […] Lire la suite
OPTIQUE CRISTALLINE - Diffraction par les cristaux
Dans le chapitre « Loi de Bragg » : […] Les rayons X sont des ondes électromagnétiques dont les longueurs d'onde sont inférieures au nanomètre (1 nm = 10 -3 μm). Les rayons γ, les ondes lumineuses et les ondes radio sont également des ondes électromagnétiques, mais de longueur d'onde plus courte pour les rayons γ, plus longue pour les ondes lumineuses et les ondes radio. Le tableau donne les gammes de longueurs d'onde des différentes […] Lire la suite
OPTIQUE CRISTALLINE - Principes physiques
L'optique cristalline englobe, à l'heure actuelle, non seulement l'optique des cristaux, mais aussi celle des corps liquides, solides ou gazeux dont l'arrangement atomique présente une asymétrie. On qualifie d'« isotrope » un corps qui a les mêmes propriétés dans toutes les directions. Dans les diélectriques, la permittivité ε est une constante, et l'induction électrique D est toujours parallèl […] Lire la suite
OPTO-ÉLECTRONIQUE
Dans le chapitre « Miroir à conjugaison de phase » : […] Les miroirs à conjugaison de phase sont généralement étudiés dans le cadre de l'optique adaptative plutôt que dans celui de l'opto-électronique. En fait, la proche parenté existant au niveau des concepts et des milieux utilisés rend possible une utilisation à terme de miroirs à conjugaison de phase en opto-électronique. Les principales propriétés des miroirs à conjugaison de phase sont la rectific […] Lire la suite
PHARES
Dans le chapitre « Réflecteurs » : […] L'avènement de la lampe d'Argand, source d'éclairage fiable et régulière, permit la mise au point de systèmes optiques efficaces augmentant l'intensité du feu. Le premier équipement de ce type, appelé système catoptrique, comportait des réflecteurs paraboliques concentrant la lumière en un faisceau. En 1777, l'Anglais William Hutchinson fabriqua les premiers miroirs adaptés aux phares, consistant […] Lire la suite
PHOTOGRAPHIE - Sensitométrie
Dans le chapitre « Photométrie des objets » : […] Quantitativement, la photométrie des objets et des êtres vivants repose sur quatre notions : la réflectance, la transmittance, l'opacité et la densité optique. Les deux premières sont caractérisées, respectivement, par les facteurs de réflexion ( R ) et de transmission ( T ) de la lumière, facteurs souvent exprimés en pourcentage. L'opacité est définie comme l'inverse du facteur de réflexion ou de […] Lire la suite
RÉFLEXION SÉLECTIVE
Lorsqu'une onde électromagnétique se propage dans un milieu non conducteur, son champ électrique ne peut mettre en vibration les électrons liés, sauf pour certaines fréquences pour lesquelles il y a résonance. Les pertes par frottement devenant importantes, la substance, transparente pour l'ensemble du spectre, devient absorbante pour les radiations qui provoquent cette résonance. C'est l' absorpt […] Lire la suite
RÉFRACTION, physique
Changement de la direction de propagation d'une onde plane progressive, monochromatique, lors du passage d'un milieu dans un autre . Cette direction est définie d'une manière univoque dans les milieux isotropes, tandis que, dans les milieux anisotropes, il convient de distinguer les directions de la normale à la surface d'onde et du « rayon » suivant lequel se propage l'énergie. Dans les milieux […] Lire la suite
SPECTROSCOPIE
Dans le chapitre « Systèmes dispersifs » : […] Les éléments dispersifs sont de deux types. Le premier est fondé sur la réfraction d'un rayon lumineux lorsque ce dernier passe d'un milieu dans un autre dont l'indice de réfraction est différent. L'angle de déviation diminue lorsque, dans le visible, la longueur d'onde de la radiation augmente : la lumière rouge est moins déviée que la violette. C'est ce qui se produit dans un prisme avec de la […] Lire la suite
TÉLÉCOMMUNICATIONS - Technologies optiques
Dans le chapitre « Les fibres optiques » : […] Une fibre optique est un guide diélectrique qui conduit la lumière sur une grande distance . Elle est habituellement à symétrie de révolution autour d'un axe et constituée de matériaux isotropes (verres) disposés en plusieurs couches avec des indices de réfraction différents (fig.1 ). Le cœur de la fibre, qui a un indice de réfraction plus fort que la gaine, piège la lumière : un rayon lumineux l […] Lire la suite
TÉLÉDÉTECTION
Dans le chapitre « La réflexion » : […] Un objet éclairé par une source de rayonnement électromagnétique en absorbe une partie et en réfléchit une autre. En optique, on bénéficie la plupart du temps d'une source naturelle externe, le soleil (fig. 1a ), qui émet dans toutes les composantes du spectre visible (lumière blanche). Le rayonnement réfléchi présente une caractéristique spectrale (énergie réfléchie dans chacune des longueurs d'o […] Lire la suite
TÉLESCOPES
Dans le chapitre « Les sidérostats, cœlostats, tours solaires » : […] Les derniers exemples traduisent les difficultés technologiques auxquelles on se heurte. Lorsque les données du problème le permettent, on use de divers schémas dans lesquels la position de l'image finale est indépendante du mouvement diurne, ce qui permet, notamment, d'installer à poste fixe l'observateur et les appareils auxiliaires, dont le poids et l'encombrement n'ont alors plus d'importance. […] Lire la suite
VERRE
Dans le chapitre « Réfraction de la lumière » : […] La forme des surfaces vitreuses qui permettent de diriger la lumière suivant un chemin déterminé peut être calculée en utilisant uniquement deux paramètres caractéristiques du verre : l' indice de réfraction n et le coefficient de dispersion ν. Un rayon lumineux passant de l'air dans le verre subit une déviation exprimée par la loi de Descartes : i et r sont respectivement l'angle d'incidence e […] Lire la suite
V.L.T. (Very Large Telescope)
Dans le chapitre « Les différents télescopes » : […] Le VLT proprement dit comprend huit télescopes indépendants : quatre télescopes fixes – appelés télescopes unitaires ou UT pour Unit Telescope – équipés d’un miroir principal (dit primaire) de 8,2 mètres de diamètre ; quatre télescopes mobiles – dits télescopes auxiliaires ou AT pour Auxiliary Telescope – au miroir de 1,8 mètre de diamètre. En outre, deux télescopes additionnels complètent l’équi […] Lire la suite
Franges produites par une couche mince
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Franges par réflexion produites par une couche mince
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Lentilles
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Propriétés de base des lentilles convergentes et des lentilles divergentesUne lentille est un corps transparent limité par deux surfaces incurvées de forme généralement sphérique Elle peut être convergente ou divergenteLes lentilles convergentes sont plus épaisses en leur centre et tendent...
Crédits : Planeta Actimedia S.A.© Encyclopædia Universalis France pour la version française.
Mesurer la distance Terre-Lune
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Cinq panneaux réflecteurs ont été déposés sur la Lune : trois réflecteurs américains, lors des missions Apollo-11, 14 et 15, et deux réflecteurs français, lors des missions soviétiques Lunakhod-1 et 2 Ces réflecteurs ont tous la propriété de réfléchir la lumière dans la même...
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Nanotechnologies : cristaux photoniques
photographie
Exemples de structures nanophotoniques : les cristaux photoniques L'opale est une pierre fine qui présente des reflets irisés liées à sa structure empilement de nanosphères de silice naturelle (en a, à droite) En effet, la lumière se propageant dans cet édifice régulier va subir des...
Crédits : a: A. Alden, About.com/ C. Sotomayor Torres, université de Wuppertal/ b: Laboratoire de phyisque dela matière condensée, CNRS
Optique oculaire humaine
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Caractères optiques de l'œil normal (en haut) et propagation des rayons lumineux (en bas)
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Verre : traitement par une couche mince
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Traitement du verre par dépôt d'une couche mince
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Franges produites par une couche mince
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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Lame à faces parallèles
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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Lentilles
Crédits : Planeta Actimedia S.A.© Encyclopædia Universalis France pour la version française.
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Mesurer la distance Terre-Lune
Crédits : Encyclopædia Universalis France
dessin
Nanotechnologies : cristaux photoniques
Crédits : a: A. Alden, About.com/ C. Sotomayor Torres, université de Wuppertal/ b: Laboratoire de phyisque dela matière condensée, CNRS
photographie
Optique oculaire humaine
Crédits : Encyclopædia Universalis France
dessin
Verre : traitement par une couche mince
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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