Optique géométrique

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L’optique géométrique est une branche de l' optique qui s'appuie notamment sur le modèle du rayon lumineux. Cette approche simple permet en autres des constructions géométriques d’images, d’où son nom. Elle constitue l'outil le plus flexible et le plus efficace pour traiter les systèmes dioptriques et catadioptriques. Elle permet ainsi d'expliquer la formation des images.

L'optique géométrique (la première théorie optique formulée) se trouve validée a posteriori par l' optique ondulatoire, en faisant l'approximation que tous les éléments utilisés sont de grande dimension devant la longueur d'onde de la lumière [1].

Dans le débat entourant au e siècle la dualité onde-corpuscule de la lumière, l'optique géométrique ne spécifie pas la nature de la lumière et est alors compatible avec les deux approches [2].

Historique

Du point de vue physique, l'optique géométrique est une approche alternative à l'optique ondulatoire (souvent appelée optique physique) et à l' optique quantique. Elle est en revanche plus ancienne, ayant été développée dès l'Antiquité. La notion de rayon lumineux a ainsi été introduite par Euclide au e siècle avant notre ère [3].

Jusqu'au XVIe siècle, l'optique reste sur cette notion de rayon lumineux et ne progresse que de manière empirique, permettant toutefois l'apparition de premiers verres correcteurs en 1285. Les lois de Snell-Descartes sont trouvées par Snell en 1621 puis par Descartes en 1637 [4].

La première expérience montrant les limites de l'optique géométrique est réalisée par Grimaldi en 1665 qui donne son nom à la diffraction. L'optique ondulatoire ne sera mise en évidence qu'au XIXe siècle avec l'expérience des fentes d'Young et l'optique quantique n'émergera qu'au cours du XXe siècle.

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