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Ce modèle associe à la lumière le rayon lumineux qui matérialise sa direction de propagation. Il ne s'attache pas à comprendre la nature de la lumière, mais uniquement à décrire son "comportement" dans le cadre de certaines limites.

Trajet des rayons lumi-neux dans une caméra grand champ embarquée à bord de Spacelab. Spa-celab était un laboratoire embarqué à bord de la navette spatiale de la NASA. Il a été conçu par l’Agence spatiale euro-péenne pour effectuer des expériences en mi-crogravité alors que la navette était en orbite autour de la terre. Il a été utilisé de 1983 à 1997. Bien qu’appro-ximatives, les lois de l’optique géométrique sont très utilisées pour le calcul des images dans les systèmes optiques de microsco-pes, objectifs photo-graphiques, caméras …
© CNRS Photothèque

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L'optique géométrique repose sur les lois empiriques de Snell-Descartes.

Ces lois affirment que la lumière se propage de façon rectiligne dans un milieu homogène (possédant les même propriétés en tout point), isotrope (ne privilégiant aucune direction de propagation). Elles modélisent les phénomènes de réflexion et de réfraction de la lumière par un dioptre (surface de séparation entre deux milieux d'indices différents).

Par extension, elles permettent de définir les caractéristiques de l'image rendue d'un objet par un système optique (miroirs, lentilles…).

Ces lois ne sont valables que pour des interactions entre la lumière et des systèmes dont les dimensions caractéristiques sont relativement grandes, comparées aux longueurs d'onde des lumières étudiées (de 400 - violet - à 800 nm - rouge - dans le domaine du visible).