Optique géométrique

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

L'optique géométrique qui est 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 XIXe siècle la dualité onde-corpuscule de la lumière, l'optique géométrique ne spécifie pas la nature de la lumière puisqu'elle est compatible avec les deux approches [2].

Historique

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

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

La première expérience montrant les limites de l'optique géométrique a été 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'est apparue qu'au cours du XXe siècle.

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