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Radiométrie. PhotométrieArticle de référence | Réf : E4040 v1
Auteur(s) : Herbert RUNCIMAN
Date de publication : 10 déc. 1995
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Il est connu depuis longtemps que la lumière se propage en ligne droite : les rayons lumineux qui percent au travers de nuages ou de feuillages dans une atmosphère poussiéreuse en sont une preuve éclatante, en donnant l’impression d’un éventail de rayons issus du soleil. Les théories particulaires et ondulatoires de la lumière sont restées les seules en compétition pendant de nombreuses années (Newton étant le champion de la première et Huygens celui de la seconde), et il a fallu attendre la théorie quantique, au vingtième siècle, pour les concilier, bien qu’il reste encore quelques difficultés de compréhension.
L’outil essentiel à la conception optique demeure encore la vieille et empirique théorie des rayons lumineux (réflexion, réfraction) mais, pour bien comprendre les phénomènes fondamentaux en formation des images, il est indispensable de faire intervenir les aspects ondulatoires de la lumière (diffraction, interférences), pour prendre en compte les limitations qu’ils imposent aux systèmes optiques.
Si l’on considère une source de lumière quasi ponctuelle, la phase de la perturbation au niveau de cette source est identique dans toutes les directions d’émission, et les surfaces sur lesquelles cette phase est identique, ou surfaces d’onde, prennent la forme de sphères concentriques, centrées sur la source, séparées l’une de l’autre d’une distance égale à la longueur d’onde et s’éloignant de la source à la vitesse de la lumière (c » 3 · 108 m · s–1 dans le vide). Si une source ponctuelle est théoriquement un point d’où émanent des surfaces d’onde sphériques, en pratique, on peut considérer qu’une source est ponctuelle pour un système optique donné, si la portion de surface d’onde émise par la source et interceptée par le système ne se distingue pas d’une portion de sphère. Si la source n’est plus réellement ponctuelle, la surface d’onde n’est plus une vraie sphère, mais apparaît comme telle si la portion de surface d’onde captée par l’optique est suffisamment petite. On peut donc voir qualitativement que plus une optique est petite, plus la source peut être grosse, tout en continuant à se comporter comme une source ponctuelle pour cette optique. Puisque les surfaces d’onde d’une source ponctuelle sont sphériques et concentriques, toute ligne droite provenant de la source est...
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