Chapitre 1. Bases de l’optique géométrique

Selon le modèle ondulatoire de la lumière, il s’agit d’une onde électromagnétique, c’est-à-dire d’une propagation de variations périodiques des champs électrique et magnétique, dans un milieu matériel ou dans le vide.
Une lumière monochromatique est décrite par une fonction sinusoïdale de fréquence f. La lumière visible correspond à l’intervalle 4·1014 Hz < f < 8·1014 Hz environ. Les autres fréquences correspondent à d’autres types d’ondes électromagnétiques (voir chapitre 9).
Un autre modèle, dit corpusculaire, décrit la lumière (et les autres ondes électromagnétiques) comme un flux de particules appelés photons (voir chapitre 23).
La célérité (vitesse de propagation) de la lumière dans le vide est c = 299 792 458 m·s−1.
Sa célérité dans un milieu transparent quelconque est où n est l’indice de réfraction ( n ≥ 1 ), caractéristique du milieu et dépendant de la fréquence (donc de la longueur d’onde). n = 1,0003 pour l’air (conditions usuelles), n = 1,33 pour l’eau, n = 1,5 à 1,8 pour les verres.
Une lumière monochromatique a une fréquence f déterminée par l’émetteur, et une longueur d’onde λ telle que . La longueur d’onde dans le vide est , donc .
Échelle des couleurs :
L’optique géométrique modélise la lumière comme un ensemble de rayons lumineux : chaque rayon est une courbe décrite par la lumière pour aller d’un point à un autre. Les rayons lumineux sont indépendants les uns des autres ; ceci suppose qu’il n’y a pas d’interférences (toujours vrai en pratique)…