LUMIERE

Pages: 14 (3272 mots) Publié le: 3 novembre 2014
Propagation et perception

La lumière se déplace en ligne droite dans tout milieu transparent homogène, en particulier le vide ou l'air. Elle peut en revanche changer de trajectoire lors du passage d'un milieu à un autre. Dans le vide, la lumière se déplace à une vitesse strictement fixe et moins vite dans les autres milieux. L'affirmation « la vitesse de la lumière est constante », n'a de sensque « dans le vide », ce qui est souvent sous-entendu. La lumière est un peu plus lente dans l'air, et notablement plus lente dans l'eau. Le principe de Fermat ou les lois de Descartes permettent de déduire les changements de trajectoire de la lumière lorsqu'elle passe d'un milieu à l'autre en fonction de sa vitesse dans chacun des milieux.

La lumière peut d'ailleurs être décomposée (lesfaisceaux prennent des directions différentes selon leur longueur d'onde, et donc selon leur couleur pour la lumière visible) en traversant différents milieux transparents, car la vitesse peut dépendre de la fréquence. La lumière n'est perçue par un récepteur que si elle va directement dans sa direction.
Photométrie

Du point de vue physique, il est tout-à-fait indifférent qu'un rayonnement soitvisible ou non. L'évaluation de l'effet d'un rayonnement électromagnétique sur l'éclairement est l'objet de la photométrie. Ces études, entreprises depuis le XVIIe siècle siècle, ont abouti à l'établissement de courbes ou de tables d'efficacité lumineuse spectrale. On peut ainsi, connaissant la puissance d'un rayonnement pour chaque longueur d'onde, calculer son effet lumineux. Plus pratiquement,avec un capteur muni d'un filtre (optique) approprié, on peut mesurer un flux lumineux ou un éclairement lumineux1.
Couleur
Article détaillé : Couleur.

Lorsque le niveau lumineux est suffisant (vision photopique), l'être humain distingue des couleurs, correspondant à la répartition spectrale des lumières qui lui parviennent. La vision est une perception complexe, une activité cognitive danslaquelle plusieurs aires cérébrales collaborent, comparant les sensations à celles enregistrées dans la mémoire, avec plusieurs effets en retour. En particulier, la vision des couleurs s'adapte à l'éclairage ambiant, de façon à attribuer aux objets une couleur, même si, du fait d'une variation de la lumière, la rétine reçoit des rayonnements différents2.

L'être humain est trichromate, son œilcomporte trois types de récepteurs, dont la sensibilité spectrale est différente ; les différences entre leurs réponse est à la base de la perception des couleurs. Par conséquent, deux lumières de composition spectrale très différente peuvent être perçues comme étant de la même couleur, si leur influence sur les trois types de récepteurs est égale. On dit alors que les lumières sont métamères. C'estcette particularité que l'on exploite dans la photographie et l'impression en couleurs, ainsi que dans les écrans de télévision et d'ordinateur. Avec trois couleurs bien choisies, dites couleurs primaires, on peut créer, soit par synthèse additive, soit par synthèse soustractive, la perception de très nombreuses couleurs. L'étude de la perception des couleurs, selon les caractéristiques physiques durayonnement lumineux, est l'objet de la colorimétrie3.
Histoire de l'étude de la lumière
Antiquité

Le plus ancien ouvrage connu évoquant la lumière de manière scientifique est intitulé Optique et fut rédigé par Euclide autour de 280 avant Jésus-Christ. À cette époque, le mécanisme de l’imagerie de l’œil et la nature de la lumière sont encore inconnus, mais certains principes émergent, commela propagation de la lumière en ligne droite dans les milieux homogènes4.

Dans son ouvrage, Euclide résume le savoir de l’époque concernant la lumière. Par exemple, la loi de la réflexion est indiquée de manière quantitative, et elle était déjà connue à l’époque de Aristote, soi près de cent ans auparavant. Il s’agit d’une loi empirique, affirmée sans démonstration4.

Dans la continuité des...
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