Tout sur l'optique [episode 1: introduction et historique]

La lumière, ce rayonnement qui illumine notre vie et nous fait voir des objets et des couleurs différentes et profiter des beaux paysages.

La lumière est tout ce qui touche l'œil, responsable du sens de la vue, où les objets sont vus après que l'œil reçoit la lumière qui vient d'eux; il y a des objets lumineux en eux-mêmes et des objets lumineux qui reflètent la lumière réfractée et le soleil est considéré comme la principale source de lumière sur le globe en plus d'autres sources comme la foudre, les étoiles, les lucioles et le plancton lumineux. Mais! Quelle est la nature de cette lumière? Et comment se propage-t-il si vite? quelle est la relation entre la lumière et les couleurs et comment l'arc-en-ciel se forme-t-il? comment nos yeux voient-ils? qu'est-ce qui fait que les miroirs reflètent les images et comment? Voyons-nous les objets dans leurs dimensions réelles? Comment les scientifiques ont-ils atteint le principe de la fabrication de dispositifs de communication optique et la fabrication de lentilles qui aident les gens à voir plus clairement? Quelle science s'intéresse à l'étude de la nature de la lumière et de la vision?............
Vous avez peut-être déjà pensé à tout cela dans votre esprit, et peut-être pas! mais dans cette série d'articles, nous allons parler de tout cela et plus.....

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LA LUMIÈRE ET LA PHYSIQUE:

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Les physiciens se sont depuis longtemps intéressés au domaine de l'optique, où ce domaine représente un aspect important de la physique, donc l'optique est la branche de la physique qui s'intéresse aux phénomènes lumineux.

En général, l'optique est divisée en trois grands sous-domaines d'étude:

Optique géométrique:
C'est l'étude de la lumière en tant que rayons, elle s'intéresse à la trajectoire des rayons de lumière dans la transmission, la réfraction et la réflexion à travers différents matériaux.
Optique physique (ondulatoire):
C'est l'étude de la lumière sous forme d'ondes, elle se préoccupe de la nature de la lumière, de son émission et de ses propriétés.
Optique quantique:
C'est l'étude de la lumière en tant que particules en utilisant la physique quantique pour étudier les phénomènes impliquant la lumière et ses interactions avec la matière à des niveaux submicroscopiques.

Dans cette série d'articles, nous explorerons chacune des branches plus en détail et discuterons également de certaines applications.

HISTORIQUE:

Le mot «optique» dérive du mot grec «Τα ὀττικά», qui signifie apparence.
Les philosophes et les scientifiques s'intéressent depuis l'antiquité à l'optique, le philosophe grec imbidocle (ΈμπεδοΚλής) a supposé au Ve siècle avant J.-C. que la déesse Aphrodite a fait l'oeil humain du feu, de l'air, de l'eau et de la terre et a fait sortir le feu des yeux ; et il pensait qu'une personne peut voir quand les rayons qui sortent de l'œil interagissent avec les rayons qui sortent des objets.

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Euclide (un mathématicien de la grèce antique) a également étudié les formes virtuelles des cylindres et des cônes sous différents angles. Il a été le premier à écrire dans la géométrie de l'optique et a identifié plusieurs théories importantes, il a démontré que la source de lumière envoie des rayons droits dans une forme conique:

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Euclide n'a pas abordé la nature des rayons lumineux mais Hiro Alexandre a fait quelques commentaires à ce sujet, où il a considéré que les rayons lumineux se déplacent très rapidement de l'œil vers le visible et se réfléchissent sur les surfaces lisses.

Tout dans le monde rayonne dans toutes les directions !, cette théorie développée par Jacob Ibn Isaac Elkanadi à l'âge islamique a aidé beaucoup d'autres scientifiques musulmans à faire des recherches en optique. Ibn al-Haitham a accompli des progrès remarquables dans ce domaine en se concentrant sur des expériences pour vérifier les théories et les hypothèses. Il a pu expliquer la nature de la lumière et de la vision dans une certaine mesure après avoir étudié les théories grecques et en a bénéficié, l'une des œuvres les plus célèbres d'Ibn al-Haytham est "le livre de l'optique".
Ibn al-Haytham a également prouvé que la vision ne se produit que lorsque les rayons de lumière réfléchis proviennent d'un objet qui a de la lumière à l'œil.
Isaac Newton a également contribué à l'ajout de théories de l'optique après l'ajout de sa nouvelle théorie sur la lumière, et a également donné une relation entre la lumière et la couleur dans son livre (la nouvelle théorie sur la lumière) qui a présenté une étude sur l'analyse de la lumière blanche du soleil après l'expérience pour analyser le soleil par le prisme.

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Isaac Newton a également fait la lumière blanche à partir des couleurs de l'arc-en-ciel par le disque de Newton. Il fut le premier à découvrir que la lumière blanche était composée d'un nombre infini de rayons colorés aux couleurs de l'arc-en-ciel.
Au Moyen Age John Beckham a écrit son livre [perspectiva communis] qui était l'un des livres d'optique les plus importants de l'époque, John centré dans ce livre sur le mécanisme de vision, Beckham et Bacon ont reçu une attention considérable, surtout après l'invention. de Rodger Bacon pour l'impression et leurs travaux ont été un ajout majeur au progrès de l'optique.
En 1822, la première caméra a été conçue en s'appuyant sur les théories des scientifiques qui étaient auparavant, notamment Henry Fox Talbot, le scientifique anglais qui a été en mesure d'extraire l'image après avoir été placé dans des solutions chimiques.
Viennent ensuite les entreprises produisant des appareils photo tels que les films Fuji en 1934 et, en 1937, Polaroid émet un appareil photo instantané avec des images en noir et blanc.
Le laser a été inventé en 1822 et la première photographie en couleur a été obtenue par le physicien James Maxwell en 1861.

LE SOLEIL ET LES COULEURS:

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Comme nous l'avons déjà dit, la principale source de lumière blanche est le soleil, mais quelle est la relation entre la lumière blanche du soleil et la couleur?
La lumière blanche est un groupe de couleurs qui se combinent pour former le spectre du soleil. La lumière blanche se compose de sept couleurs principales, qui sont les couleurs qui apparaissent à l'œil lors de la formation d'un arc-en-ciel, de sorte que nous pouvons dire que les couleurs sont directement liées à la lumière blanche.

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Le Prisme et la séparation de la lumière blanche:
Le prisme reflète la lumière blanche de la même manière que la lumière blanche réfléchie par les atomes d'eau dans l'air pour former un arc-en-ciel. L'expérience de Newton dans l'analyse de la lumière à travers le prisme triangulaire a permis d'obtenir les couleurs principales qui constituent la lumière blanche, soit les sept couleurs du spectre ou les couleurs de base:
Rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo, violet.
Les scientifiques expliquent que les couleurs arc-en-ciel se forment parce que toutes les ondes du vide se déplacent à la même vitesse, mais lorsque ces ondes passent du vide à un milieu transparent, leur vitesse diffère en raison de la différence de longueur d'onde.

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Le soleil apparaît jaune, orange ou rouge, bien qu'il émet une lumière blanche! Comment cela peut-il arriver?

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Que ce soit la couleur du ciel bleu ou les couleurs changeantes du soleil, tout est relié à l'atmosphère de la Terre, qui est pénétrée par la lumière du soleil avant qu'elle ne nous atteigne. Ce qui nous donne l'impression que le ciel est bleu est la dispersion du rayonnement bleu dans toutes les directions et plus intense que l'autre rayonnement de couleur lorsqu'il pénètre dans l'atmosphère, où d'autres rayonnements de couleur se propagent selon les lignes droites. est dispersé dans toutes les directions à cause des particules d'air et des petites particules de poussière dans l'atmosphère et si l'atmosphère n'existe pas, le ciel apparaîtra noir et les étoiles deviendront visibles en plein jour.
Le soleil ne montre pas la même couleur rouge au lever et au coucher du soleil, à cause des conditions de l'atmosphère passant par le soleil car ces conditions varient de temps en temps, et tout cela est lié aux saisons et aux conditions météorologiques. et la pollution et l'air du soir sont souvent moins de pureté de l'air du matin, ce qui conduit à une grande dispersion de la lumière dans la soirée.

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Liste des références:

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