OPTIQUE. « Le livre de la nature est écrit dans le langage des mathématiques ». Galileo Galilei

OPTIQUE

« Le livre de la nature est écrit dans le langage des mathématiques ».

Galileo Galilei

Mathématiques pour le cours d’optique :

-  Géométrie : théorème de Pythagore, de Thalès.

-  Fonctions trigonométriques : sinus, cosinus, tangente.

Optique

La lumière dans l’histoire des idées

Grèce, IVè siècle avant J.-C.

Euclide (-325;-265) fait naître l’optique géométrique dans son ouvrage : Dioptrique.

Grèce, IVè siècle avant J.-C.

Euclide (-325;-265) fait naître l’optique géométrique dans son ouvrage : Dioptrique.

Il définit le rayon lumineux et découvre les lois de la réflexion de la lumière. 

Grèce, IVè siècle avant J.-C.

Euclide (-325;-265) fait naître l’optique géométrique dans son ouvrage : Dioptrique.

Il définit le rayon lumineux et découvre les lois de la réflexion de la lumière. 

En  212  avant  JC,  Archimède  est  censé  avoir  incendié  la  flotte romaine avec des miroirs sphériques lors du siège de Syracuse…

Archimède (-287 à -212)

Egypte, Xè siècle

Abû Alî Ibn El Haytham (dit Alhazen en Europe) travaille en utilisant la méthode expérimentale.

Abû Alî Ibn El Haytham (dit Alhazen en Europe) travaille en utilisant la méthode expérimentale.

 Il établit le mécanisme de la vision : avant lui on croyait que le rayon lumineux venait de l’œil. 

Egypte, Xè siècle

Abû Alî Ibn El Haytham (dit Alhazen en Europe) travaille en utilisant la méthode expérimentale.

 Il établit le mécanisme de la vision : avant lui on croyait que le rayon lumineux venait de l’œil. 

 Il décrit l’œil et fonde l’optique physiologique.

Egypte, Xè siècle

Abû Alî Ibn El Haytham (965-1039).

Au Moyen Âge en Europe…

Des innovations pratiques dues principalement aux artisans, et théoriques dues au clergé.

Vers 1280, invention des lunettes en Italie …

(Par Allessandro del Spina ou Salvino Degli Armati)

Vers 1280, invention des lunettes en Italie …

L’évêque Robert Grosseteste (1168-1253) étudie les lentilles.

L’évêque Robert Grosseteste (1168-1253) étudie les lentilles.

L’évêque Robert Grosseteste (1168-1253) étudie les lentilles.

Le moine Roger Bacon (1212-1292), son élève, étudie 

expérimentalement la réflexion, la réfraction, l’arc en ciel.

L’évêque Robert Grosseteste (1168-1253) étudie les lentilles.

Le moine Roger Bacon (1212-1292), son élève, étudie 

expérimentalement la réflexion, la réfraction, l’arc en ciel.

L’évêque Robert Grosseteste (1168-1253) étudie les lentilles.

Le moine Roger Bacon (1212-1292), son élève, étudie 

expérimentalement la réflexion, la réfraction, l’arc en ciel.

Pensée pré scientifique : ces études de physique sont mêlées de considérations théologiques. 

Au XVIIè siècle, époque de la révolution scientifique, nombreux progrès et naissance de la science moderne.

Vers 1600 : invention du microscope par Zacharias Janssen, un lunetier,  (1580-1638) en Hollande.

Vers 1621, loi de la réfraction des rayons lumineux (loi des sinus)…

n1.sini1 = n2.sini2

Par Willebrord Snell (1580-1626) en Angleterre…

Par Willebrord Snell (1580-1626) en Angleterre…

Par René Descartes (1596-1650) en France…

Vers 1621, loi de la réfraction des rayons lumineux (loi des sinus)…

Des soupçons de plagiat envers Descartes ; mais de toute façon la loi de la réfraction aurait été découverte dès le Xè siècle par Ibn 

Sahl à Bagdad.

En 1645, Francesco Grimaldi (1618-1663), un jésuite italien décrit le phénomène de diffraction… 

Jusqu’au XXè siècle, on a alors concurrence entre théorie ondulatoire de la lumière et 

théorie corpusculaire…

En 1690, Christian Huygens (1629-1695) publie une théorie ondulatoire de la lumière dans son Traité de la lumière.

En 1704 Isaac Newton (1642-1727) publie lui une théorie corpusculaire dans sont traité: Opticks.

En raison du prestige de Newton, c’est la théorie corpusculaire qui prend l’ascendant…

Le XIXè siècle voit le retour de la théorie ondulatoire

D’abord avec les travaux de 1802 de Thomas Young (1773-1829), médecin, physicien et égyptologue

« Expérience des fentes de Young »

« Expérience des fentes de Young »

Une théorie complète de l’optique ondulatoire est conçue par Augustin Fresnel (1788-1827)

Dans le cadre de la théorie ondulatoire James Maxwell unifie optique, électricité magnétisme.

1864

James Clerk Maxwell (1831-1879)

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Mais, en 1905, Albert Einstein (1879-1955) réintroduit la notion de corpuscule de lumière en étudiant l’effet photoélectrique

C’est à partir de 1924 qu’onde et corpuscules seront réconciliés avec la mécanique ondulatoire de Louis de Broglie (1892-1987).