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Beamlines: Eléments de Front Ends et d'Optics

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Description

Cette séance de cours couvre les éléments de base de la théorie de l'optique, de l'optique d'onde, du disque Airy, des limites à la démagnification, de la construction de Huygens, de la diffraction des bords et des limites à la lumière focalisée. Il traite également de la performance des lentilles dans les transformations de Fourier et fournit des exemples de diffraction des bords par réfraction.

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Concepts associés (32)

Optique

L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, de son comportement et de ses propriétés, du rayonnement électromagnétique à la vision en passant par les systèmes utilisant ou émettant de la lumière. Du fait de ses propriétés ondulatoires, le domaine de la lumière peut couvrir le lointain UV jusqu'au lointain IR en passant par les longueurs d'onde visibles. Ces propriétés recouvrent alors le domaine des ondes radio, micro-ondes, des rayons X et des radiations électromagnétiques.

Optique physique

L'optique physique ou optique ondulatoire est la discipline qui étudie la lumière en la considérant comme étant une onde électromagnétique. L'optique ondulatoire s'attache plus particulièrement aux phénomènes affectant les ondes, comme les interférences et la diffraction. La lumière pour aller d'un point à un autre se propage avec une vitesse déterminée. La lumière en un point donné sera l'addition cohérente ou incohérente du champ électromagnétique en ce point à l'instant t.

Histoire de l'optique

vignette|upright=2|400px|La connaissance progressive des caractéristiques du spectre lumineux, avec les raies de Fraunhofer, marque la transition d'une optique géométrique, vers une optique en lien avec la matière, l'atome et l'univers|alt=Une bande de couleur allant du violet sombre à gauche au rouge sombre à droite, des traits noirs la barrent en divers endroits. L'histoire de l'optique est une partie de l'histoire des sciences. Le terme optique vient du grec ancien τα ὀπτικά.

Diffraction

thumb|Phénomène d'interférences dû à la diffraction d'une onde à travers deux ouvertures. La diffraction est le comportement des ondes lorsqu'elles rencontrent un obstacle ou une ouverture ; le phénomène peut être interprété par la diffusion d’une onde par les points de l'objet. La diffraction se manifeste par des phénomènes d'interférence. La diffraction s’observe avec la lumière, mais de manière générale avec toutes les ondes : le son, les vagues, les ondes radio, Elle permet de mettre en évidence le caractère ondulatoire d'un phénomène et même de corps matériels tels que des électrons, neutrons, atomes froids.

Optique géométrique

L’optique géométrique est une branche de l'optique qui s'appuie notamment sur le modèle du rayon lumineux. Cette approche simple permet entre autres des constructions géométriques d’images, d’où son nom. Elle constitue l'outil le plus flexible et le plus efficace pour traiter les systèmes dioptriques et catadioptriques. Elle permet ainsi d'expliquer la formation des images. L'optique géométrique (la première théorie optique formulée) se trouve validée a posteriori par l'optique ondulatoire, en faisant l'approximation que tous les éléments utilisés sont de grande dimension devant la longueur d'onde de la lumière.

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Séances de cours associées (64)

Introduction à l'optique: bases et applications

Présente les concepts fondamentaux de l'optique, couvrant l'optique quantique, l'optique ondulée et l'optique électromagnétique, ainsi que les principes de réflexion, de réfraction et de formation d'images.

Introduction à l'optique : lumière et vagues

Présente des concepts optiques fondamentaux, couvrant la réfraction, la réflexion, l'interférence, la polarisation, et plus encore, explorant le comportement de la lumière dans différents médias.

Fourier Optics : Analyse de front d'onde

Explore l'optique de Fourier, les principes de diffraction, l'analyse de Fourier et l'application de la transformée de Fourier en optique.

Fréquences spatiales et propagation des ondes

Explore les fréquences spatiales, la propagation des ondes, les phénomènes de diffraction et les techniques de filtrage optique.

Résolution de la microscopie : comprendre les motifs de diffraction

Explore la résolution de la microscopie à travers des modèles de diffraction de diverses ouvertures et l'utilisation de filtres spatiaux.

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