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L’optique de Gauss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462
Conditions de Gauss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462
Éléments cardinaux d’un système centré . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463
Dioptres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465
Lentilles. Doublets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466
Qualités des instruments d’optique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471
Grandissement linéaire g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471
Puissance P (pour loupes et microscopes) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471
Grossissement G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473
Champ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474
Pouvoir séparateur. Limite de résolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475
Fibres optiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477
Fibres à saut d’indice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 478
Fibres à gradient d’indice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 478
Fibres multimodes. Fibres monomodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479
Dispersion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480
Pertes. Coefficient d’atténuation linéique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481
Matériau utilisé. Procédé de fabrication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481
Utilisation et intérêt des fibres optiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482
Compléments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482
Miroirs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482
Rétroprojecteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483
Grandeurs photométriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484
L’œil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485
Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486
Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 501
7. OPTIQUE ONDULATOIRE (Nicolas Billy) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531
Description d’une onde électromagnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533
Onde électromagnétique monochromatique plane, polarisée rectilignement, dans le
vide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533
Onde électromagnétique monochromatique plane dans un milieu d’indice n . . . . . . . . 535
Amplitude complexe et intensité de l’onde lumineuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536
Quelques ordres de grandeur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537
La polarisation de la lumière . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 538
Lumière polarisée : polarisation linéaire, circulaire, elliptique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 538
Polariseur, loi de Malus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 539
Cohérence temporelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 540
Un modèle simple de cohérence temporelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 541
Quelques ordres de grandeur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543
Lumière naturelle (ou non polarisée) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543
Coefficients de réflexion et de transmission (à incidence normale). . . . . . . . . . . . . . 544
Coefficients de réflexion et de transmission de l’amplitude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544
Coefficients de réflexion et de transmission de l’énergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545
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L’optique de Gauss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462
Conditions de Gauss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462
Éléments cardinaux d’un système centré . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463
Dioptres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465
Lentilles. Doublets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466
Qualités des instruments d’optique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471
Grandissement linéaire g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471
Puissance P (pour loupes et microscopes) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471
Grossissement G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473
Champ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474
Pouvoir séparateur. Limite de résolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475
Fibres optiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477
Fibres à saut d’indice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 478
Fibres à gradient d’indice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 478
Fibres multimodes. Fibres monomodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479
Dispersion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480
Pertes. Coefficient d’atténuation linéique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481
Matériau utilisé. Procédé de fabrication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481
Utilisation et intérêt des fibres optiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482
Compléments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482
Miroirs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482
Rétroprojecteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483
Grandeurs photométriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484
L’œil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485
Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486
Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 501
7. OPTIQUE ONDULATOIRE (Nicolas Billy) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531
Description d’une onde électromagnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533
Onde électromagnétique monochromatique plane, polarisée rectilignement, dans le
vide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533
Onde électromagnétique monochromatique plane dans un milieu d’indice n . . . . . . . . 535
Amplitude complexe et intensité de l’onde lumineuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536
Quelques ordres de grandeur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537
La polarisation de la lumière . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 538
Lumière polarisée : polarisation linéaire, circulaire, elliptique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 538
Polariseur, loi de Malus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 539
Cohérence temporelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 540
Un modèle simple de cohérence temporelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 541
Quelques ordres de grandeur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543
Lumière naturelle (ou non polarisée) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543
Coefficients de réflexion et de transmission (à incidence normale). . . . . . . . . . . . . . 544
Coefficients de réflexion et de transmission de l’amplitude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544
Coefficients de réflexion et de transmission de l’énergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545
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