Cours O11 : présentation Lois de l`optique géométrique

Cours O11 : présentation
Lois de l’optique géométrique
Un peu d’histoire : les anciens
•Pour les atomistes, la vision d’un objet
était due à l’arrivée dans notre œil d’une
réplique de celui-ci.
•Pour les pythagoriciens, l’œil émettait en
ligne droite des rayons venus du feu
intérieur de chaque individu.
Un peu d’histoire : les anciens
•
Aristote dit que l’œil ne peut émettre de la
lumière, sinon, on verrait aussi bien la nuit
que le jour. Pour lui, la vision est causée
par une propagation de l’objet vers l’œil.
Un peu d’histoire : le fondateur
de l’optique
Plus grand physicien arabe
du moyen âge
•La lumière a une existence indépendante.
•Elle est émise par une source principale
auto-lumineuse qui émet de la lumière en
ligne droite.
•Il explique la réflexion de la lumière (par
analogie mécanique), la réfraction par
changement de vitesse de la lumière à
l’interface entre deux milieux.

Un peu d’histoire : la contribution
des illustres
•
Kepler introduit la notion d’image virtuelle,
explique comment on corrige la vue à l’aide
de lentilles
•
Snell et Descartes portent à la connaissance
du monde les lois de la réfraction.
•Fermat écrit : "la lumière se propage entre
deux points de manière à minimiser le
temps de parcours entre ces deux points."
Un peu d’histoire : la contribution
des illustres
•
Newton explique la dispersion de la lumière
blanche (expérience à deux prismes).
Débat sur la nature de la lumière
Analogie mécanique :
modèle corpusculaire
Onde à la surface de
l’eau : modèle ondu-
latoire
Diffraction-
interférences :
modèle ondulatoire
Lumière = onde
EM : modèle
ondulatoire
Effet photoélec-
trique : modèle
ondulatoire
Explication =
grains de lumière
(photons) : modèle
corpusculaire
Spectre électromagnétique et
indices de réfraction
Figure 1
Vide 1
Eau 1.3
Verre 1.5
Diamant 2.42
Table 1

Réflexion de la lumière
plan d’incidence
normale
i1
i0
1
indice n1
indice n2
Figure 2
normale
i1i0
1
Plan d’incidence
Figure 3
Réfraction de la lumière
plan d’incidence
normale
i1
i2
indice n1
indice n2
Figure 4
plan d’incidence
normale
i2
i1
indice n2
indice n1
Figure 5
Réflexion totale
Figure 6
Propagation de la lumière en
milieu stratifié
n1
n2<n1
n3<n2
n4<n3
n5<n4
Figure 7