Polarisation (optique)La polarisation est une propriété qu'ont les ondes vectorielles (ondes qui peuvent osciller selon plus d'une orientation) de présenter une répartition privilégiée de l'orientation des vibrations qui les composent. Les ondes électromagnétiques, telles que la lumière, ou les ondes gravitationnelles ont ainsi des propriétés de polarisation. Les ondes mécaniques transverses dans les solides peuvent aussi être polarisées. Cependant, les ondes longitudinales (telles que les ondes sonores) ne sont pas concernées.
PolariseurUn polariseur est un instrument d'optique qui sélectionne dans une onde lumineuse incidente une direction de polarisation préférentielle : la plupart des polariseurs permettent d'obtenir une lumière polarisée rectilignement dans une certaine direction. Dans ce cas, cette direction est appelée l’axe du polariseur. Mis en fin de système optique, le polariseur est appelé « analyseur ». Les polariseurs sont présents dans de nombreuses expériences d'optique et sont donc utilisés dans des instruments d'optique.
Polarisation circulaireLa polarisation circulaire d'un rayonnement électromagnétique est une polarisation où la norme du vecteur du champ électrique ne change pas alors que son orientation change selon un mouvement de rotation. En électrodynamique la norme et la direction d'un champ électrique sont représentés par un vecteur comme on peut le voir dans l'animation ci-contre. Dans le cas d'une onde polarisée circulairement, les vecteurs d'un champ électrique, à un point donné dans l'espace, décrivent un cercle en fonction du temps.
Elliptical polarizationIn electrodynamics, elliptical polarization is the polarization of electromagnetic radiation such that the tip of the electric field vector describes an ellipse in any fixed plane intersecting, and normal to, the direction of propagation. An elliptically polarized wave may be resolved into two linearly polarized waves in phase quadrature, with their polarization planes at right angles to each other. Since the electric field can rotate clockwise or counterclockwise as it propagates, elliptically polarized waves exhibit chirality.
Linear polarizationIn electrodynamics, linear polarization or plane polarization of electromagnetic radiation is a confinement of the electric field vector or magnetic field vector to a given plane along the direction of propagation. The term linear polarization (French: polarisation rectiligne) was coined by Augustin-Jean Fresnel in 1822. See polarization and plane of polarization for more information. The orientation of a linearly polarized electromagnetic wave is defined by the direction of the electric field vector.
Biréfringencedroite|vignette|400px|Le texte apparait en double après avoir traversé le cristal de calcite. C'est la double réfraction, un phénomène caractéristique des milieux biréfringents. La biréfringence est la propriété physique d'un matériau dans lequel la lumière se propage de façon anisotrope. Dans un milieu biréfringent, l'indice de réfraction n'est pas unique, il dépend de la direction de polarisation de l'onde lumineuse. Un effet spectaculaire de la biréfringence est la double réfraction par laquelle un rayon lumineux pénétrant dans le cristal est divisé en deux.
MicroscopieLa microscopie est un ensemble de techniques d' des objets de petites dimensions. Quelle que soit la technique employée, l'appareil utilisé pour rendre possible cette observation est appelé un . Des mots grecs anciens mikros et skopein signifiant respectivement « petit » et « examiner », la microscopie désigne étymologiquement l'observation d'objets invisibles à l'œil nu. On distingue principalement trois types de microscopies : la microscopie optique, la microscopie électronique et la microscopie à sonde locale.
Microscope à contraste de phasethumb|Photographie d'un cellule épithéliale de joue vue par un Microscope à contraste de phase Le microscope à contraste de phase est un microscope qui exploite les changements de phase d'une onde lumineuse traversant un échantillon. Cet instrument fut développé par le physicien hollandais Frederik Zernike dans les années 1930, ce qui lui valut le prix Nobel de physique en 1953. Emilie Bleeker, physicienne reconnue pour le développement d'instruments, est la première à mettre le microscope à contraste de phase en utilisation.
Phase-contrast imagingPhase-contrast imaging is a method of that has a range of different applications. It measures differences in the refractive index of different materials to differentiate between structures under analysis. In conventional light microscopy, phase contrast can be employed to distinguish between structures of similar transparency, and to examine crystals on the basis of their double refraction. This has uses in biological, medical and geological science.
Indice de réfractionvignette|Image des fronts d'onde émis par une source ponctuelle mettant en évidence le phénomène de réfraction. La zone inférieure située sous la ligne grise a un plus grand indice de réfraction et donc une vitesse de propagation proportionnellement inférieure à celle de la zone supérieure (pour une raison de clarté, la réflexion partielle n'est pas montrée).
Phase-contrast X-ray imagingPhase-contrast X-ray imaging or phase-sensitive X-ray imaging is a general term for different technical methods that use information concerning changes in the phase of an X-ray beam that passes through an object in order to create its images. Standard X-ray imaging techniques like radiography or computed tomography (CT) rely on a decrease of the X-ray beam's intensity (attenuation) when traversing the sample, which can be measured directly with the assistance of an X-ray detector.
Quantitative phase-contrast microscopyFORCETOC Quantitative phase contrast microscopy or quantitative phase imaging are the collective names for a group of microscopy methods that quantify the phase shift that occurs when light waves pass through a more optically dense object. Translucent objects, like a living human cell, absorb and scatter small amounts of light. This makes translucent objects much easier to observe in ordinary light microscopes. Such objects do, however, induce a phase shift that can be observed using a phase contrast microscope.
PhotoélasticimétrieLa photoélasticimétrie est une méthode expérimentale permettant de visualiser les contraintes existant à l'intérieur d'un solide grâce à sa photoélasticité. C'est une méthode principalement optique se basant sur la biréfringence acquise par les matériaux soumis à des contraintes. On l'utilise souvent dans les cas où les méthodes mathématiques et informatiques deviennent trop lourdes à mettre en œuvre. La photoélasticimétrie fut développée au début du par Ernest George Coker et de l'université de Londres.
Microscopie à super-résolutionLa microscopie à super-résolution est un ensemble de techniques permettant d'imager en microscopie optique des objets à une résolution à l’échelle nanométrique. Elle se démarque par le fait que la résolution obtenue n'est plus limitée par le phénomène de diffraction. Du fait de la diffraction de la lumière, la résolution d’un microscope optique conventionnel est en principe limitée, indépendamment du capteur utilisé et des aberrations ou imperfections des lentilles.
Microscope confocalvignette|upright=2|Schéma de principe du microscope confocal par Marvin Minsky en 1957. vignette|upright=1.5|Principe de fonctionnement du microscope à fluorescence puis du microscope confocal. Un microscope confocal, appelé plus rarement microscope monofocal, est un microscope optique qui a la propriété de réaliser des images de très faible profondeur de champ (environ ) appelées « sections optiques ».
Lame à retardthumb|360px|Une lame demi-onde. La lumière entrant dans la lame peut être décomposée en deux polarisations perpendiculaires (en bleu et vert). À l'intérieur de la lame, la polarisation verte prend un retard par rapport à la bleue. La lumière en sortie est alors polarisée différemment. Une lame à retard est un outil optique capable de modifier la polarisation de la lumière la traversant. Contrairement à un polariseur, l'état de polarisation de la lumière à la sortie de la lame dépend de l'état à l'entrée.
Sinusoidal plane-wave solutions of the electromagnetic wave equationSinusoidal plane-wave solutions are particular solutions to the electromagnetic wave equation. The general solution of the electromagnetic wave equation in homogeneous, linear, time-independent media can be written as a linear superposition of plane-waves of different frequencies and polarizations. The treatment in this article is classical but, because of the generality of Maxwell's equations for electrodynamics, the treatment can be converted into the quantum mechanical treatment with only a reinterpretation of classical quantities (aside from the quantum mechanical treatment needed for charge and current densities).
Photon polarizationPhoton polarization is the quantum mechanical description of the classical polarized sinusoidal plane electromagnetic wave. An individual photon can be described as having right or left circular polarization, or a superposition of the two. Equivalently, a photon can be described as having horizontal or vertical linear polarization, or a superposition of the two. The description of photon polarization contains many of the physical concepts and much of the mathematical machinery of more involved quantum descriptions, such as the quantum mechanics of an electron in a potential well.
Optical sectioningOptical sectioning is the process by which a suitably designed microscope can produce clear images of focal planes deep within a thick sample. This is used to reduce the need for thin sectioning using instruments such as the microtome. Many different techniques for optical sectioning are used and several microscopy techniques are specifically designed to improve the quality of optical sectioning. Good optical sectioning, often referred to as good depth or z resolution, is popular in modern microscopy as it allows the three-dimensional reconstruction of a sample from images captured at different focal planes.
Aberration (optique)Une aberration est un défaut du système optique qui se répercute sur la qualité de l'image (flou, irisation ou déformation). Les aberrations sont définies par rapport à l'optique paraxiale et matérialisent le fait que certains rayons ne convergent pas vers l'image prédite par l'optique géométrique. Ainsi, la théorie des aberrations s'inscrit dans le cadre de l'optique géométrique et ne prend pas en compte les aspects ondulatoire ou corpusculaire de la lumière. Il est possible de classer les aberrations en deux groupes.
