Optique matricielle

Cet ouvrage de base s'adresse aux étudiants de 1er cycle des Universités ou des Classes Préparatoires et a pour but de faire retrouver à l'Optique la place qu'elle a perdu dans les programmes de Physique 1er cycle. Lors de la rédaction de cet ouvrage, les auteurs ont essayé de prendre en compte la préoccupation des étudiants : comprendre et savoir appliquer. C'est ainsi qu'un enchaînement logique a été utilisé et certaines démonstrations détaillées. Le choix des exercices, axé sur l'utilisation de l'optique matricielle a tenté de couvrir les différents types d'application possibles et constamment la marche des rayons lumineux, aspect essentiel de l'optique géométrique, a été indiquée.

SOMMAIRE
INTRODUCTION.
I - Optique géométrique et optique physique. Les trois lois de l'optique géométrique - Optique corpusculaire et optique ondulatoire - La lumière onde électromagnétique - Aspect onde-corpuscule.
II - Principes généraux de l'optique géométrique. Principe de Huyghens - Construction de Huyghens - Théorème de Malus - Applications - Principe de Fermat - Propagation dans un milieu réfringent - Lois de Descartes.
III - Faisceaux lumineux. Image d'un point - Espace objet - Espace image - Stigmatisme - Aplanétisme - Stigmatisme approché : approximation de Gauss.
IV - Le dioptre sphérique - Traitement classique. Invariant fondamental - Stigmatisme rigoureux - Stigmatisme approché - Foyers. Plans focaux - Constructions géométriques - Conjugaison avec origine aux foyers - Cas particuliers - Exercices et problèmes.
V - Quelques rappels sur les matrices. Définitions - Opérations sur les matrices - Matrice identique - Matrice inverse - Déterminant d'une matrice inverse - Transformations linéaires - Diagonalisation d'une matrice.
VI - Principes généraux de l'optique matricielle. Matrice de changement de direction du dioptre plan - Matrice d'intervalle - Matrice de changement de direction et matrice de transfert - Signification des éléments d'une matrice de transfert - Origine aux foyers - Matrice de changement de direction d'un système centre - Formulation générale des systèmes centres à foyers - Systèmes afocaux.
VII - Systèmes optiques élémentaires. Le dioptre sphérique - Le dioptre plan - Le miroir plan - Le miroir sphérique - Les lentilles - Lentilles accolées - Réflecteurs - Focalisation d'un faisceau par association de lentilles - Exercices et problèmes.
VIII - Systèmes centres. Élements cardinaux d'un système centre à foyers - Systèmes centres accolés - Exercices et problèmes.
IX - Autres applications de l'optique matricielle. Fonction eikonale - Interférences - Diffraction - Faisceaux lumineux dans un milieu d'indice variable.
X - Éléments de photométrie. Introduction - Étendue géométrique d'un faisceau - Flux énergétique d'un rayonnement - La loi de Lambert - Relation de Kirchoff - Facteur de transmission.
XI - Propriétés générales des instruments d'optique. Aberrations - Qualités des instruments d'optique.
XII - Instruments d'optique. L'œil humain - La loupe - Le microscope - L'objectif photographique - Lunettes et télescopes - Les verres en optique - Exercices et problèmes.
XIII - Polarisation. Introduction - Polarisation de la lumière - Matrices de Jones - Matrices de Stokes.
Bibliographie. Index