Front d'ondeLe front d'onde ou la surface d'onde est une surface d'égale phase d'une onde, c'est-à-dire que ces points ont mis le même temps de parcours depuis la source. Le concept est utilisé pour décrire la propagation des ondes comme le son ou le rayonnement électromagnétique (lumière, onde radio, etc.). Dans un milieu homogène et isotrope, dans lequel les ondes se propagent sans déformation, on distingue deux types d'ondes particulières selon que les fronts d'ondes sont des sphères (onde sphérique) ou des plans (onde plane).
Optique physiqueL'optique physique ou optique ondulatoire est la discipline qui étudie la lumière en la considérant comme étant une onde électromagnétique. L'optique ondulatoire s'attache plus particulièrement aux phénomènes affectant les ondes, comme les interférences et la diffraction. La lumière pour aller d'un point à un autre se propage avec une vitesse déterminée. La lumière en un point donné sera l'addition cohérente ou incohérente du champ électromagnétique en ce point à l'instant t.
Approximation de GaussL'approximation de Gauss nommée d'après le physicien allemand Carl Friedrich Gauss, est l'approximation linéaire de l'optique géométrique obtenue dans certaines conditions appelées conditions de Gauss. Cette approximation, souvent applicable en pratique, permet de simplifier les relations mathématiques de l'optique géométrique. On obtient dans ces conditions un stigmatisme approché. Les écarts à cette approximation rencontrés dans les instruments d'optique sont appelés aberrations géométriques.
Entrance pupilIn an optical system, the entrance pupil is the optical image of the physical aperture stop, as 'seen' through the front (the object side) of the lens system. The corresponding image of the aperture as seen through the back of the lens system is called the exit pupil. If there is no lens in front of the aperture (as in a pinhole camera), the entrance pupil's location and size are identical to those of the aperture. Optical elements in front of the aperture will produce a magnified or diminished image that is displaced from the location of the physical aperture.
Fibre optiqueUne fibre optique est un fil dont l’âme, très fine et faite de verre ou de plastique, a la propriété de conduire la lumière et sert pour la fibroscopie, l'éclairage ou la transmission de données numériques. Elle offre un débit d'information nettement supérieur à celui des câbles coaxiaux et peut servir de support à un réseau « large bande » par lequel transitent aussi bien la télévision, le téléphone, la visioconférence ou les données informatiques.
Axe optiquevignette|upright=2|Schéma optique d'une lentille avec son axe optique figuré en pointillés.|alt=Schéma optique d'une lentille avec son axe optique figuré en pointillés L’axe optique d'un système optique centré, ou axe principal, est l'axe de symétrie de rotation du système. Système optique Le concept d'axe optique n'a de raison d'être que dans un système dit « centré », c'est-à-dire dans lequel les différents éléments sont à symétrie de révolution, même s'ils ne sont pas sphériques.
Chemin optiqueLe chemin optique est un outil de l'optique géométrique et ondulatoire. Dans un milieu homogène, le chemin optique entre deux points A et B est défini comme la distance AB parcourue par un rayon lumineux multipliée par l’indice de réfraction que le rayon a rencontré lors de son trajet. Cette grandeur a la dimension d'une distance, et plus précisément c'est la distance qu'aurait parcourue la lumière dans le vide pendant la durée qu'elle met à effectuer le trajet dans le milieu donné.
Optique géométriqueL’optique géométrique est une branche de l'optique qui s'appuie notamment sur le modèle du rayon lumineux. Cette approche simple permet entre autres des constructions géométriques d’images, d’où son nom. Elle constitue l'outil le plus flexible et le plus efficace pour traiter les systèmes dioptriques et catadioptriques. Elle permet ainsi d'expliquer la formation des images. L'optique géométrique (la première théorie optique formulée) se trouve validée a posteriori par l'optique ondulatoire, en faisant l'approximation que tous les éléments utilisés sont de grande dimension devant la longueur d'onde de la lumière.
Lois de Snell-Descartesvignette|upright=1.5|Les bulles de gaz dissous ou de vapeur d'eau, bien qu'elles soient transparentes, peuvent être visibles grâce aux reflets sur leur surface (réfraction et réflexion observant les lois de Snell-Descartes). Les lois de Snell-Descartes décrivent le comportement de la lumière à l'interface de deux milieux. Ces lois sont au nombre de quatre, deux pour la réflexion et deux pour la réfraction. Avec la propagation rectiligne de la lumière dans les milieux homogènes et isotropes, ces lois sont à la base de l'optique géométrique.
Principe de FermatLe principe de Fermat est un principe physique, attribué à Pierre de Fermat, qui sert de fondement à l'optique géométrique. Il décrit la forme du chemin optique d'un rayon lumineux et s'énonce ainsi : Une conséquence première du principe de Fermat est la propagation rectiligne des rayons lumineux dans les milieux homogènes. En effet, dans un milieu homogène, le temps de parcours est proportionnel à la longueur du trajet, et le chemin le plus court dans un espace euclidien pour aller d’un point à un autre est la ligne droite.
Réflexion (physique)vignette|upright=1|La loi de la réflexion en physique.|alt=Le rayon incident arrive sur la surface et est réfléchi. Les angles d'incidence et de réflexion sont identiques. vignette|Matsimäe Pühajärv, Estonie. La réflexion en physique est le brusque changement de direction d'une onde à l'interface de deux milieux. Après réflexion, l'onde reste dans son milieu de propagation initial. De multiples types d'ondes peuvent subir une réflexion.
Specular reflectionSpecular reflection, or regular reflection, is the mirror-like reflection of waves, such as light, from a surface. The law of reflection states that a reflected ray of light emerges from the reflecting surface at the same angle to the surface normal as the incident ray, but on the opposing side of the surface normal in the plane formed by the incident and reflected rays. This behavior was first described by Hero of Alexandria (AD c. 10–70). Later, Alhazen gave a complete statement of the law of reflection.
Ray tracing (physics)In physics, ray tracing is a method for calculating the path of waves or particles through a system with regions of varying propagation velocity, absorption characteristics, and reflecting surfaces. Under these circumstances, wavefronts may bend, change direction, or reflect off surfaces, complicating analysis. Ray tracing solves the problem by repeatedly advancing idealized narrow beams called rays through the medium by discrete amounts. Simple problems can be analyzed by propagating a few rays using simple mathematics.
Plane of incidenceIn describing reflection and refraction in optics, the plane of incidence (also called the incidence plane or the meridional plane) is the plane which contains the surface normal and the propagation vector of the incoming radiation. (In wave optics, the latter is the k-vector, or wavevector, of the incoming wave.) When reflection is specular, as it is for a mirror or other shiny surface, the reflected ray also lies in the plane of incidence; when refraction also occurs, the refracted ray lies in the same plane.
Enveloppe (géométrie)En géométrie différentielle, une famille de courbes planes possède fréquemment une courbe enveloppe. Celle-ci admet deux définitions géométriques traditionnelles, presque équivalentes : l'enveloppe est une courbe tangente à chacune des courbes de la famille ; elle est le lieu des points caractéristiques, points d'intersection de deux courbes infiniment proches. De façon plus précise, l'enveloppe possède une définition analytique, c'est l'ensemble des points critiques de l'application de projection associée à la famille de courbes.
Traité de la lumière (Huygens)Dans son Traité de la lumière, écrit à Paris en 1678 mais publié douze ans plus tard lorsqu'il réside aux Pays-Bas, Christian Huygens expose ses conceptions sur la nature de la lumière qui permettent d'expliquer les lois de l'optique géométrique établies par René Descartes. À la différence d'Isaac Newton qui pensait que la lumière était composée de particules émises par la source lumineuse qui venaient frapper l'œil de l'observateur, Huygens conçoit la lumière comme formée d'ondes sphériques qui se propagent dans l'espace à la manière des ondes sonores.
Réflexion totaleEn optique géométrique, le phénomène de réflexion totale survient lorsqu'un rayon lumineux arrive sur la surface de séparation de deux milieux d'indices optiques différents avec un angle d'incidence supérieur à une valeur critique : il n'y a alors plus de rayon réfracté transmis et seul subsiste un rayon réfléchi. Ce phénomène n'intervient que lorsque le rayon lumineux incident se trouve dans un milieu d'indice de réfraction plus grand que l'éventuel rayon réfracté : réfraction de type verre/air par exemple.
Angle d'incidence (optique)vignette|Schéma indiquant l'angle d'incidence : Θ est l'angle d'incidence du rayon incident en rouge sur le milieu de couleur verte.|222x222px L’angle d’incidence en optique et plus généralement en mécanique ondulatoire est l'angle entre la direction de propagation de l'onde incidente et la normale au dioptre ou à l'interface considérée. Le rayonnement incident peut être par exemple de type lumineux, acoustique, sismique, X, etc.
Lentille mincethumb|300px|upright=2|Exemple géométrique comportant une lentille mince convergente. L'objet AB a pour image A'B'. Une lentille mince est une lentille dont l'épaisseur reste faible devant les rayons de courbure de ses faces ainsi que devant la différence de ces rayons, contrairement aux lentilles épaisses. Dans le cas de la lentille mince, les distances du plan focal objet au centre optique () et du centre optique au plan focal image (), telles qu'indiqué sur la figure, sont égales. est la distance focale image de la lentille.
Foyer (optique)En optique géométrique, un foyer est un point vers lequel convergent les rayons lumineux issus d'un point après leur passage dans un système optique. Son nom provient de l'extension du sens mathématique. Ce terme concorde avec son étymologie puisqu'il est possible d'allumer un feu à l'aide d'une lentille convergente en concentrant les rayons du Soleil en un seul point : le foyer (technique employée selon la légende par Archimède). Le concept de foyer nécessite d'avoir un système stigmatique (au moins de manière approchée ou dans l'approximation de Gauss).
