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L’histoire de l'optique s'incrit dans le contexte global de l'histoire des sciences et est caractérisée par une progression continue entre sa conception antique et l'optique en tant que science moderne[1], jalonnée de découvertes et de progrès techniques. L'histoire de l'optique est marquée par deux grandes controverses, la première sur la nature de la lumière et la seconde sur l'existence de l'éther ; on note par ailleurs deux âges d'or : du XVIIe siècle au XIXe siècle l'optique géométrique et l'optique ondulatoire voient leurs principales lois démontrées. Après une stagnation durant la première moitié du XXe siècle, le second âge d'or de l'optique a eu lieu après la construction des premiers lasers.
L'optique a longtemps été une science de la vision et de l'explication des phénomènes météorologiques, comme les arcs-en-ciel ou les mirages, avant d'être liée à l'astronomie et la réalisation de télescopes. Plus tard, alors que la nature même de la lumière fait l'objet de débats dans la communauté scientifique, l'optique finit par rejoindre l'électromagnétisme puis la mécanique quantique.
Géographiquement, le développement de l'optique s'est fait de m'anière régional avant de se mondialiser : prenant ses origines dans la Mésopotamie du début de l'antiquité, le centre névralgique de cette science s'est déplacé à plusieurs reprises. Le nom même de l'optique a une étymologie remontant à la Grèce antique — τα οπτικά, la science de la vision — plusieurs grands philosophes des cités grecques ayant étudié l'optique. Ces écrits furent perdus en partie suites aux multiples incendies de la bibliothèque d'Alexandrie, les manuscrits grecs sont étudiés par les scientifiques musulmans du Moyen Âge. C'est grâce à leurs découvertes que les européens de la Renaissance et de l'époque moderne purent étudier, approfondir et développer de nouvelles théories en optique. Depuis lors, les milieux à la pointe de l'optique se sont trouvés concentrés en Europe et aux Etats-Unis.
Le manque d'échanges entre le continent asiatique et les continents européens et africains eut pour conséquence que l'optique se développa séparément dans ces deux lieux, parfois ponctuée par des échanges commerciaux permettant quelques progrès technologiques mineurs.
Les grandes périodes modifier
L'histoire de l'optique a débuté dès lors que l'Homme s'est interrogé sur le fonctionnement de la vision et sur la nature de la lumière. L'optique est ainsi une science ancienne, datant de l'antiquité ; à l'origine science de tout ce qui est relatif à l'œil, elle est séparée de la dioptrique, science des lentilles, et de la catoptrique, science des miroirs.
L'optique connaît une lente découverte et étude au cours de l'Antiquité dans le monde entier, passant par les progrès technologiques dans la manufacture du verre et les études de l’œil, de la lumière et de la réfraction atmosphérique. Cette période, durant laquelle l'optique n'en est qu'à ses balbutiements, est marquée par plusieurs découvertes sur le rôle des lentilles, des appareils simples comme la camera obscura, et par un premier courant « atomistique » dépeignant la lumière comme composée de particules qui prend le dessus sur la possibilité que la lumière soit une onde.
La genèse de l'optique : Antiquité modifier
On considère que l'optique est née vers IIIe millénaire av. J.-C. à Babylone, lorsque la lumière est décrite pour la première fois comme voyageant en ligne droite[2],[3].
Asie modifier
Mésopotamie et Egypte modifier
Europe modifier
Lente progression : Moyen Âge modifier
De l'Antiquité tardive au Moyen Âge central, et avec la chute de la Grèce antique, ce sont les sociétés arabo-musulmanes qui reprennent le flambeau de l'étude de l'optique. L'oeil n'est alors plus la source de l'image qui est vue, mais est le récepteur qui perçoit un rayon lumineux émit par d'autres objets. La réfraction atmosphérique est enfin mesurée. Ces éclaircissements, dus au scientifique perse Ibn Al-Haytam aussi parfois surnommé le « père de l'optique », servent de fondement à l'ère suivante en optique.
Asie modifier
Mésopotamie et Egypte modifier
Europe modifier
Premier âge d'or : Moyen âge tardif et renaissance modifier
Une lente révolution a lieu en optique durant le Moyen Âge tardif grâce à de grandes découvertes européennes. S'appuyant sur les lents progrès des époques précédentes, plusieurs ouvrages fondamentaux et découvertes vont donner un nouvel élan à l'optique : la parution de la Dioptrique de Descartes, de l'Opticks de Newton et la découverte de la loi de réfraction par Snell transforme totalement le domaine de l'optique et amène l'avènement de l'optique géométrique. Concomitamment, les premiers vrais télescopes - grégoriens, newtoniens, Cassegrain, etc. - font leur apparition, portés par les grands astronomes et les lunettes astronomiques découvertes par Galillée. Le besoin en verres de qualité optique pousse l'industrie verrière à de nouvelles évolutions technologiques, un meilleur polissage, des verres plus purs, des indices plus variés. Si le catalogue des verres demeure encore peu important, il continue de s'étendre, et ce malgré la place prépondérante des télescope réflectifs.
Durant cette période, l'optique n'est plus simplement une science de la vue, c'est aussi une science de la lumière, une science des phénomènes atmosphériques optiques et une science des couleurs. L'éther, omniprésent, n'est pas encore la plus grande préoccupation des scientifiques de l'époque, alors très concentrés sur l'affrontement entre théorie ondulatoire, portée par Huyghens, et théorie corpusculaire, portée par Newton. Cette opposition se résout par le triomphe de la nature corpusculaire.
Epoque moderne modifier
Stagnation : début du XXe siècle modifier
Renouveau : 1960 modifier
Les grandes étapes de la nature de la lumière modifier
Durant l'Antiquité et jusqu'aux théories de Huyghens et de Fresnel, seuls quelques trublions avancent que la lumière serait une onde[2]. La théorie corpusculaire remonte à l'époque de la Grèce antique, quand le courant atomiste devint prépondérant par rapport à l'autre théorie selon laquelle la lumière serait une série d'écorces que les objets émettent et qui sont ensuite perçues.
La théorie ondulatoire, au début écrasée par l'influence de Newton, fervent tenant de la théorie corpusculaire, n'est décrite avec précision qu'en 1818 par Augustin Fresnel, puis rapprochée de l'électromagnétisme 1864 par les équations de Maxwell et démontrée par l'expérience en 1888 grâce à Hertz[2].
Les deux théories se réunissent au début du XXe siècle suite aux travaux d'Einstein sur la théorie des quanta. Il montre alors que le comportement de la lumière peut être ondulatoire, corpusculaire, ou autre et qu'il existe des particules, nommées photons qui composent la lumière[2].
L'éther et l'éther luminifère modifier
Annexes modifier
Notes et références modifier
- Notes
- Références
- Histoire de l'humanité, p. 273 sur Google Livres
- Taillet 2006, p. 3
- Hoppe 1926, p. 3
Bibliographie modifier
Ouvrages ayant servi à la rédaction de l'article :
- Ouvrages anciens (1920 ou plus ancien) :
- Ouvrages en français :
- //books.google.com/books?id=m4y7rU_hPacC
- //books.google.com/books?id=x3jpL9S7k2MC&pg=PA3
- Ouvrages en langues étrangères :
- (en) //books.google.com/books?id=X9hWEvR-wooC
- (de) //books.google.com/books?id=qDUhQGk3I28C
Ouvrages pour approfondir le sujet :
Articles connexes modifier
Liens externes modifier
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