L'optique était considérée jusqu'à la fin du 19ème siècle comme la science de la lumière et de la vision, la rétine étant le récepteur de la lumière. L'apparition de nouveaux détecteurs, notamment la cellule photoélectrique, les photopiles et les capteurs photographiques CCD et CMOS, a permis d'élargir son domaine spectral.
L'optique couvre aujourd'hui les ondes millimétriques, l'infrarouge, le spectre visible, l'ultraviolet et les rayons X. Elle s’intéresse à la propagation et à la détection de toutes ces ondes.
Depuis l'apparition du laser et la possibilité de transporter de la lumière le long des fibres optiques de haute pureté, cette discipline est devenue un outil indispensable dans divers domaines: la recherche scientifique, la médecine, la biologie, la spectroscopie à haute-résolution, la métrologie, l'astronomie et la technologie de l'information et de la communication.
L'optique couvre un domaine très vaste, mais on peut la structurer en trois blocs lorsque la cause des phénomènes observés est la lumière:
* Optique géométrique
Elle a été développée entre les 11ème et 18ème siècles. Elle est considérée comme un modèle permettant d'expliquer, entre autres, la formation des images produites par des systèmes dioptriques, catadioptriques et catoptriques, en s'appuyant sur deux principes:
- Principe de propagation rectiligne: dans un milieu homogène, transparent et isotrope, la lumière se propage en ligne droite.
- Principe de retour inverse: la lumière ne dépend pas du sens de parcours d'un trajet.
* Optique physique ou ondulatoire
Après avoir construit sa théorie électromagnétique, Maxwell a considéré la lumière comme une forme d'énergie électromagnétique qui se propage, c'est-à-dire c'est la propagation d'un champ électrique et d'un champ magnétique qui varient dans l'espace et dans le temps.
Avec cette nature, cette discipline permet d'expliquer les phénomènes d'interférences obtenus lorsque deux ou plusieurs vibrations lumineuses se superposent et donnent une vibration résultante dont l'amplitude fluctue avec la différence de phase des ondes superposées.
Elle permet aussi d'expliquer les phénomènes de diffraction observés lorsque la largeur des ouvertures traversées par l'onde lumineuse est du même ordre de grandeur que la longueur d'onde de la lumière.
* Optique Quantique
Ce domaine s'intéresse à l'ensemble des phénomènes physiques faisant intervenir l'interaction lumière-matière.
Pour interpréter l'éjection d'électrons par un métal (du Zinc) soumis à l'action d'un rayonnement électromagnétique (UV), Einstein a associé à l'onde lumineuse un caractère corpusculaire. Chaque corpuscule, nommé photon, transporte une énergie W = hν (h est la constante de Planck). C'est ainsi que des phénomènes comme l'absorption ou l'émission de la lumière par la matière ne peuvent être expliqués que dans le cadre quantique.
L'optique couvre aujourd'hui les ondes millimétriques, l'infrarouge, le spectre visible, l'ultraviolet et les rayons X. Elle s’intéresse à la propagation et à la détection de toutes ces ondes.
L'optique couvre un domaine très vaste, mais on peut la structurer en trois blocs lorsque la cause des phénomènes observés est la lumière:
* Optique géométrique
Elle a été développée entre les 11ème et 18ème siècles. Elle est considérée comme un modèle permettant d'expliquer, entre autres, la formation des images produites par des systèmes dioptriques, catadioptriques et catoptriques, en s'appuyant sur deux principes:
- Principe de propagation rectiligne: dans un milieu homogène, transparent et isotrope, la lumière se propage en ligne droite.
- Principe de retour inverse: la lumière ne dépend pas du sens de parcours d'un trajet.
* Optique physique ou ondulatoire
Après avoir construit sa théorie électromagnétique, Maxwell a considéré la lumière comme une forme d'énergie électromagnétique qui se propage, c'est-à-dire c'est la propagation d'un champ électrique et d'un champ magnétique qui varient dans l'espace et dans le temps.
Avec cette nature, cette discipline permet d'expliquer les phénomènes d'interférences obtenus lorsque deux ou plusieurs vibrations lumineuses se superposent et donnent une vibration résultante dont l'amplitude fluctue avec la différence de phase des ondes superposées.
Elle permet aussi d'expliquer les phénomènes de diffraction observés lorsque la largeur des ouvertures traversées par l'onde lumineuse est du même ordre de grandeur que la longueur d'onde de la lumière.
* Optique Quantique
Ce domaine s'intéresse à l'ensemble des phénomènes physiques faisant intervenir l'interaction lumière-matière.
Pour interpréter l'éjection d'électrons par un métal (du Zinc) soumis à l'action d'un rayonnement électromagnétique (UV), Einstein a associé à l'onde lumineuse un caractère corpusculaire. Chaque corpuscule, nommé photon, transporte une énergie W = hν (h est la constante de Planck). C'est ainsi que des phénomènes comme l'absorption ou l'émission de la lumière par la matière ne peuvent être expliqués que dans le cadre quantique.
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