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Optique géométrique


Optique géométrique 
l’avènement des sources lasers cohérentes de l’optique : la physique des lasers, l’optique non-linéaire, l’optique quantique, en particulier. Ils ont fait l’objet de beaucoup d’attention de la part des chercheurs et de nombreux ouvrages ont été publiés pour faire le point concernant nos connaissances sur le sujet. La nouvelle vision que nous avons maintenant de l’optique a cependant profondément modifié aussi la façon dont nous percevons ses bases anciennesrésumé

Résumé  Optique géométrique

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cours Optique géométrique
Chapitre 1 : Introduction cliquez ici
Chapitre 2 : Les ressources de l'optique géométrique cliquez ici
Chapitre 3 : Miroir sphérique cliquez ici
Chapitre 4 : Dioptre sphérique et lentilles cliquez ici
Chapitre 5 : Instruments d'optiques cliquez ici


La place de l’optique géométrique et ses préoccupations 
L’optique géométrique, développée entre le XIIe et le XVIIe siècle, est une approximation justifiée quand les dimensions du système optique étudié sont grandes devant la longueur d’onde de la lumière qui s’y propage. Par exemple, elle explique parfaitement l’arc-en-ciel provoqué par les grosses gouttes de pluie, alors qu’elle est incapable d’expliquer les auréoles appelées couronnes qui apparaissent autour de lampadaires plongés dans le brouillard. Elle ne rend pas compte de phénomènes à une échelle microscopique tels que la diffraction ou les interférences, produits par exemple quand la lumière passe à travers des orifices réduits, ce qui montre que le principe de propagation rectiligne n’est plus vérifié et doit être abandonné ; ces derniers phénomènes s’expliquent dans le cadre de l’optique ondulatoire

Pré-requi
Nous avons vu au chapitre 1 que l’optique géométrique privilégiait la propagation de la lumière. Elle met donc uniquement en jeu des rayons lumineux de fréquence ou de longueur d’onde donnée. Nous avons aussi mentionné une observation importante selon laquelle la propagation de la lumière dans le vide ou dans un milieu transparent homogène et isotrope était rectiligne. Cette propagation se fait, dans le vide, à la célérité c et, dans un milieu isotrope et transparent, à la vitesse V = c/n (où n est l’indice absolu du milieu : n 1 ).

Objectif
Dans ce chapitre, nous présentons l’effet sur le chemin d’un rayon lumineux d’une surface, appelée dioptre, séparant deux milieux d’indices différents. Nous montrons dans ce chapitre que, dans le cadre de l’optique géométrique, le rayon se sépare en un rayon réfléchi et un rayon transmis obéissant aux lois de Snell-Descartes. Celles-ci découlent d’un principe général de la physique appelé le principe de Fermat. Deux situations se distinguent selon que le rapport des indices des deux milieux est inférieur ou supérieur à 1. Nous les étudierons en détail.

La fibre optique
Le guidage efficace de l’information a pu se développer grâce à l’avènement des sources laser (1960). Jusqu’en 1970, l’affaiblissement d’un rayon transmis par une fibre optique en silicium restait supérieur à 30 % de sa valeur initiale au bout de 1 km. Il est maintenant de 1 % au bout de 100 km. La fibre sert pour des lampes décoratives, mais aussi pour des explorations médicales (endoscopes) ou pour les télécommunications