Optique

Nous vous expliquons ce que sont l’optique, son histoire, son impact sur d’autres sciences et en quoi l’optique physique, géométrique et moderne diffèrent.

1. Qu'est-ce que l'optique?

L’optique est une branche de la physique dédiée à l’étude de la lumière visible : ses propriétés et son comportement. Il analyse également ses applications possibles dans la vie de l'être humain, telles que la construction d'instruments permettant de le détecter ou de l'utiliser.

La lumière a été définie par l'optique comme une bande d'émissions électromagnétiques, dont le comportement est similaire à d'autres formes invisibles (pour nous) du spectre électromagnétique, telles que les rayonnements ultraviolets ou infrarouges.

Cela signifie que leur comportement peut être décrit en fonction de la mécanique des ondes (sauf dans des contextes très spécifiques dans lesquels la lumière agit comme une particule) et des approches à l'électrodyne. Physique classique de la lumière.

L’optique est un domaine de recherche très important qui nourrit les autres sciences avec des outils, notamment l’astronomie, l’ingénierie, la photographie et la médecine (ophtalmologie). a et optometr a). Nous lui devons l’existence de miroirs, lentilles, télescopes, microscopes, lasers et systèmes à fibres optiques.

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1. Histoire de l'optique

Le domaine de l'optique fait partie des préoccupations de l'homme depuis l'Antiquité. Les premiers essais de lentilles connues datent de l'Égypte ancienne ou de la Mésopotamie ancienne, comme la lentille Nirmud (700 av. J.-C.) fabriquée en Assyrie.

Les Grecs de l’époque craignaient également de comprendre la nature de la lumière, qu’ils comprenaient selon deux perspectives: leur réception ou leur vision et leur émission, car les Grecs de l’époque pensaient que les objets émettaient des copies d’eux-mêmes à travers la lumière (appelés eidola ). Des philosophes tels que Deócritus, Epicure, Platon et Aristote ont étudié à fond l’optique.

Le soulagement de ces érudits était constitué d’alchimistes et de scientifiques islamiques de l’époque européenne médiévale, tels que Al-Kindi (c. 801-873) et plus particulièrement Abu Ali-al-Hasan ou Alhazén (965-1040), considérés comme les Père de l'optique pour son livre d'optique (XIe siècle), où il a exploré les phénomènes de réfraction et de réflexion.

La Renaissance européenne a apporté ce savoir-faire à l'Ouest, notamment grâce à Roberto Grosseteste et à Roger Bacon. Les premiers verres pratiques ont été fabriqués en Italie vers 1286 . Depuis lors, l'utilisation de lentilles optiques à différentes fins scientifiques n'a pas cessé.

Grâce à l’optique, des génies tels que Copernic, Galileo Galilei et Johannes Kepler ont pu mener à bien leurs études astronomiques. Plus tard, les premiers microscopes ont permis la découverte de la vie microbienne et le début de la biologie et de la médecine modernes. Toute la révolution scientifique est en grande partie due à l'apport de l'optique .

1. Optique physique

L'optique physique considère la lumière comme une onde se propageant dans l'espace . En d’autres termes, c’est la branche de l’optique qui est la plus fidèle aux principes et au raisonnement de la physique, en utilisant des connaissances antérieures comme celle de Maxwell, pour citer un exemple important.

De cette façon, il s'inquiète de phénomènes physiques tels que les interférences, la polarisation ou la diffraction . En outre, il propose des modèles prédictifs pour savoir comment la lumière se comportera dans certaines situations ou dans certains médias, lorsqu'il ne s'agit pas de systèmes de simulation numérique.

1. Optique géométrique

L'optique géométrique découle de l'application géométrique de lois phénoménologiques autour de la réfraction et de la réflexion de Willebrord Snel van Royen (1580-1626), le scientifique néerlandais connu sous le nom de Snell.

Pour ce faire, cette branche de la partie optique de l'existence d'un rayon de lumière, dont le comportement est décrit par les règles de la géométrie, permet de trouver des formules correspondant à des lentilles, des miroirs et des dioptres. De cette manière, il est possible d'étudier des phénomènes tels que les arcs-en-ciel, la propagation de la lumière et les prismes . Tout cela en utilisant le langage des mathématiques.

1. Optique moderne

La branche contemporaine de l'optique apparaît avec la physique quantique et les nouveaux domaines de connaissance que celle-ci a rendus possibles, ainsi que ses applications possibles de la part de l'ingénierie. a. Ainsi, l’optique moderne comprend une grande variété de nouveaux domaines de recherche concernant la lumière et ses applications, notamment:

• Les mécanismes laser (amplification de la lumière par émission simulée de rayonnement).
• Cellules photoélectriques, lampes à LED et métamatériaux.
• Optoélectronique, main dans la main avec l'informatique et le traitement d'images numériques.
• L' ingénierie de l'éclairage, avec des applications dans la photographie, le film et d'autres domaines.
• Optique quantique et étude physique de la photo en tant que particule de lumière et onde lumineuse en même temps.
• Optique atmosphérique et compréhension des processus d'éclairage atmosphérique.

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