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**课程名称：几何光学** **课程概述：** 几何光学是光学的一个分支，主要运用光线模型来研究光现象。这种简化的方法能够方便地进行成像的几何作图，因此得名几何光学。它是处理透镜和反射镜系统以及解释图像形成的最灵活、最有效的工具。 几何光学（最早形成的光学理论）在事后得到了波动光学的验证，其依据是当所有使用的元件尺寸远大于光的波长时，几何光学是适用的。 在19世纪关于光的波粒二象性的争论中，几何光学并不限定光的本性，因此与这两种解释都兼容。 光线是一个理论概念，没有物理实体，是几何光学的基本模型，所有光束都由一系列光线表示。光线是光波传播方向或光子方向的近似。当考虑光波时，如果波面是平面，所有光线都平行；如果波面是球面，所有光线都汇聚于一点，或者发散自一点，形成汇聚或发散的光束。 几何光学无法解释所有光学现象，特别是它没有考虑到光的波动性或粒子性。当与光相互作用的物体尺寸远大于光的波长时，使用几何光学可以精确地描述其行为。但当光通过的物体尺寸与光波长处于同一量级（甚至更小）时，就不能忽略光的波动性，这时就需要进入物理光学的范畴。干涉和衍射是几何光学无法解释的两个典型的波动光学现象。
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 lumière1.Dans le débat entourant au xixe siècle la dualité onde-corpuscule de la lumière, l'optique géométrique ne spécifie pas la nature de la lumière et est alors compatible avec les deux approchesUn rayon lumineux est un objet théorique: il n'a pas d'existence physique. Il sert de modèle de base à l'optique géométrique où tout faisceau de lumière est représenté par un ensemble de rayons lumineux. Le rayon lumineux est l'approximation de la direction de propagation de l'onde lumineuse ou des photons.Lorsque l'on considère l'onde lumineuse, si la surface d'onde est un plan, tous les rayons sont parallèles entre eux et si la surface d'onde est sphérique, tous les rayons se dirigent vers un point, ou semblent provenir d'un point: on a un faisceau qui converge en un point, ou qui diverge à partir d'un point.L'optique géométrique ne permet pas d'expliquer tous les phénomènes lumineux. En particulier, elle ne tient pas compte du fait que la lumière est de nature ondulatoire ou corpusculaire. Lorsque tous les objets qui interagissent avec la lumière ont des tailles caractéristiques grandes devant la longueur d'onde du rayon lumineux alors il est convenable et plus simple d'utiliser l'optique géométrique pour décrire son comportement avec une bonne précision. Mais quand la lumière diffuse ou passe à travers des objets dont la taille est du même ordre de grandeur (voire plus petits) que sa longueur d'onde, alors il n'est plus possible de négliger l'aspect ondulatoire et on entre dans le domaine de l'optique physique.Deux phénomènes caractéristiques de l'optique ondulatoire, inexplicables dans le contexte de l'optique géométrique, sont les interférences lumineuses et la diffraction.
