OPTIQUE GEOMETRIQUE. Avec exercices et solutions

Nous étudions dans ce chapitre les problèmes de la formation des images par les systèmes optiques. Nous admettons que la lumière se propage en ligne droite, nous ne tenons pas compte des propriétés ondulatoires et électromagnétiques des ondes lumineuses. Nous verrons qu'un grand nombre de phénomènes, concernant la formation d'images par un système, peut être décrit à partir d'un petit nombre de lois physiques ; nous montrons qu'elles se déduisent du principe de Fermat. Nous montrerons ultérieurement dans le second tome qu'elles s'établissent aussi à partir de la théorie de Maxwell. Nous étudions la formation des images par les lentilles minces et par les lentilles épaisses. Les formules et les principes développés s'appliquent aussi à l'étude des miroirs et des systèmes de miroirs. Nous supposons que les interfaces sont : soit sphériques, soit planes. Les rayons sont peu inclinés par rapport à l'axe optique du système étudié, nous développons la théorie paraxiale. Nous examinerons, dans le chapitre des aberrations, la formation des images lorsque cette approximation n'est plus réalisée. Nous terminons ce chapitre en développant la notation matricielle ce qui nous permet de définir les caractéristiques des systèmes formés par l'association de lentilles minces, ou de lentilles épaisses, puis nous appliquons la théorie précédente à l'étude des miroirs et des systèmes de miroirs. Il est facile de constater, en regardant l'ombre d'un objet, que la lumière se propage en ligne droite. Toutefois des mesures précises, vers le bord de l'ombre, montrent que les variations d'intensité ne sont pas discontinues mais présentent des franges que nous étudierons dans le chapitre de la diffraction du tome II. Dans ce chapitre, nous admettons que l'éclairage varie d'une façon discontinue sur le bord de l'ombre.