Livre D : Optique et physique vibratoire et ondulatoire.

Livre D

Toutes les parties de la physique parlent tôt ou tard de phénomènes oscillatoires et ondulatoires (chapitres I, II et IV). Avec des habits différents, on retrouve toujours les mêmes personnages que l'on va présenter ici de façon dévêtue afin que, pourvus de vêtements adéquats, ils puissent jouer leur rôle dans telle ou telle autre partie du cours. Même si la comparaison est peu flatteuse, vous trouverez ici des poupées à habiller. En cadeau, je joins une monographie sur la théorie de la musique vue par un physicien (ch. III).

Les lois de l'optique (ch. IV à IX) sont présentées dans un premier chapitre de façon historique et axiomatique à partir du principe de Fermat et, dans un second, déduites des équations de Maxwell moyennant une approximation. On étudie ensuite les systèmes centrés en s'appuyant essentiellement sur des considérations de symétrie et des méthodes graphiques. On étudie dans les chapitres suivants, les aspects photométriques, les effets corpusculaires et enfin les milieux anisotropes ou chiraux.

On termine par l'optique physique (ch. X et XI), à savoir les interférences et la diffraction.

Voici la liste des chapitres de ce livre :

• D-I : oscillateurs (42 p./ 1,5 Mo) : harmoniques et anharmoniques, amortis par frottement solide ou fluide (en v ou v2), entretenus par impulsions déclenchées ou auto-entretenus, excités par un phénomène sinusoïdal ou de façon paramétrique, relaxation et synchronisation, oscillateurs couplés.
• D-II : ondes stationnaires et progressives (58 p./ 0,8 Mo) : structure et propriétés des ondes planes, sphériques ou autres dans un contexte uni-, bi- ou tri-dimensionnel, discret ou continu, réflexion et transmission.
• D-III : une théorie de la musique (monographie 20 p./ 1,0 Mo) : gamme pythagoricienne, modalité et tonalité, modulation et tempéraments, dodécaphonisme et atonalité.
• D-IV : dissipation et absorption, modulation et dispersion (38 p./ 0,7 Mo) : équation de dispersion, vitesses de phase et de groupe, déformations d'un train d'onde, lutte contre la dispersion, modulation et démodulation.
• D-V : lois de l'optique géométrique (34 p./ 1,2 Mo) : principe de Fermat, lois de Snell-Descartes, applications, stigmatisme rigoureux et formation des images, propagation dans des milieux inhomogènes simples.
• D-VI : l'optique, solution approchée des lois de l'électromagnétisme (19 p./ 0,4 Mo) : nature de l'approximation, stucture de l'onde lumineuse, équation eikonale, propagation rectiligne, lois de Snell-Descartes, principe de Fermat.
• D-VII : optique paraxiale des systèmes dits centrés (36 p./ 0,8 Mo) : stigmatisme et aplanétisme approchés, foyers et plans principaux, formules de conjugaison, de grandissement, de grossisement, association de systèmes, instruments optiques, diaphragmes, pupilles et lucarnes.
• D-VIII : photométrie (11 p./ 0,4 Mo) : flux, éclairement, émittance, intensité, luminance, loi de Lambert, étendue optique, corps noir.
• B-XVII/D-IX : aspects corpusculaires de la lumière (21 p./ 0,5 Mo) : chapitre commun à l'optique et à la mécanique quantique : rayonnement du corps noir, effet photoélectrique, modèle de Bohr de l'atome, effet Compton, relations d'incertitude de Heisenberg.
• D-X : optique dans les milieux anisotropes ou chiraux (50 p./ 0,8 Mo) : biréfringence, lames biréfringentes, pouvoir rotatoire, interférences en lumière polarisée, biréfringence provoquée.
• D-XI : interférences (65 p./ 1,6 Mo) : interférences mécaniques et lumineuses, cohérence temporelle et spatiale, divison du front d'onde et division d'amplitude, interférences à ondes multiples, applications.
• D-XII : diffraction (60 p./ 1,7 Mo) : des idées de Huygens au principe de Fresnel, diffraction à distance finie et infinie, pouvoir de séparation et apodisation, diffraction par des structures régulières ou aléatoires, strioscopie, contraste de phase, filtrage spatial, holographie.