Les questions les plus simples sont quelque fois les plus potentiellement riches d'informations. L'obscurité de la nuit est demeurée une énigme sans réponse jusqu'au début de ce siècle. Aujourd'hui nous savons qu'il y a deux éléments complémentaires qui interviennent dans la réponse que donne à cette question l'astronomie contemporaine. 1) La nuit est noire parce que l'univers n'existe pas depuis toujours. 2) La nuit devient de plus en plus noire parce que l'univers est en expansion et en refroidissement. Je décrirai les observations et les développements théoriques qui rendent cette réponse hautement crédible.
Mot(s) clés libre(s) : astrophysique, Big Bang, cosmologie, étoile, expansion de l'univers, fond diffus cosmologique, galaxie, lumière, nuit, onde lumineuse, origines de l'univers, particule élémentaire, rayonnement fossile, univers, univers primordial

Ce cours aborde en préliminaire les parties suivantes : quelques notions qualitatives sur l'optique ondulatoire, différents modèles de la lumière, phase d'une onde lumineuse, notion de chemin optique, surfaces d'onde et stigmatisme, théorème de Malus, trains d'onde, profil spectral d'un train d'ondes quasi-monochromatique
Mot(s) clés libre(s) : ondes lumineuses, chemin optique, surface d'onde, trains d'ondes, théorème de Malus

Ce cours est divisé en 4 parties : notions de vibration lumineuse, interférences par division du front d'onde, interférences par division d'amplitude, utilisation de ces dispositifs en lumière blanche.
Mot(s) clés libre(s) : ondes lumineuses, interférence, vibration lumineuse, théorie scalaire de la lumière, contraste des franges, visibilité des franges, trous d'Young, interféromètre de Michelson, interférogramme

Un réseau est constitué par la répétition périodique d’un motif diffractant, comme par exemple une fente. Les interférences entre les rayons issus des nombreux motifs successifs privilégient alors précisément certaines directions dans lesquelles l’énergie lumineuse est envoyée. Ce chapitre traite de la diffraction de la lumière par un réseau ainsi que de ses applications.
Mot(s) clés libre(s) : ondes lumineuses, diffraction, réseau, réseau par transmission, fente, réseau en réflexion, formule des réseaux

Ce cours est composé des parties suivantes : principe d'Huygens-Fresnel, exemple d'une ouverture rectangulaire, cas d'une ouverture circulaire, diagramme de phase - diagramme d'amplitude, diffraction par les fentes d'Young, diffraction et limitation d'un système optique.
Mot(s) clés libre(s) : ondes lumineuses, diffraction, Huygens, Fresnel, Fraunhofer, éclairement, fentes d'Young

Depuis l'invention du premier laser en 1960, la diversité des lasers en couleurs, taille ou puissance n'a fait que croître. Les plus petits lasers sont si minuscules qu'on ne peut les voir qu'au microscope, les plus gros consomment autant d'électricité qu'une ville moyenne. Tous les lasers ont la faculté d'émettre des rayons d'une lumière inconnue dans la nature, qui forment de minces pinceaux d'une couleur pure, et que l'on peut concentrer sur un petit foyer. Ils exploitent la possibilité, prévue par Einstein, de multiplier les photons, qui sont les particules formant la lumière, dans un matériau bien choisi. Les caractéristiques des lasers, fort différentes de celles des lampes ordinaires, leur ont ouvert des utilisations très variées. En délivrant sa puissance de façon localisée, l'outil laser est capable de percer, découper et souder avec vitesse et précision. Il est aussi utilisé en médecine où il remplace les bistouris les plus précis et cautérise les coupures. Ce sont des lasers circulant dans des fibres optiques, fins cheveux de verres dont le réseau couvre maintenant le globe terrestre, qui transportent maintenant les conversations téléphoniques et les données sur Internet. Le laser intervient aussi dans les analyses les plus fines, en physique, en chimie ou en biologie, où il permet soit de manipuler les atomes ou les molécules individuellement, soit de véritablement déclencher et photographier des réactions chimiques ou biologiques. Il identifie les molécules qui composent l'air et beaucoup de grandes villes s'équipent de lasers spéciaux pour détecter la pollution à distance. Les sciences et techniques d'aujourd'hui vivent à l'heure du laser. Beaucoup pensent que le XXIe sera celui de l'optique, et ceci, grâce au laser.
Mot(s) clés libre(s) : absorption, amplificateur optique, cavité optique, émission stimulée, laser, lumière, onde lumineuse, optique quantique, photon, rayonnement

Ce TP d'optique ondulatoire présente une étude de la polarisation de la lumière à travers la vérification de la loi de Malus. Les propriétés d'une lame 1/4 d'onde sont également établies.
Mot(s) clés libre(s) : ondes lumineuses, polariseur, loi de Malus, lames minces