NOTION DE LUMIÈRE

1. DIFFERENTES SOURCES LUMINEUSES

Les principales sources de lumières pour l’homme sont le soleil, la lune, le feu et les sources lumineuses électriques (lampes électriques).

Parmi toutes ces sources de lumière, les lampes électriques attirent particulièrement notre attention car non seulement, elles sont des inventions humaines ; donc facilement maniable par l’homme, mais aussi elles peuvent produire une qualité de lumière appréciable semblable à celle du soleil.

1. THEORIES DE LA LUMIERE

1. Théorie de Newton

Une source lumineuse émettrait de petites particules de matières se déplaçant en lignes droites avec une grande vitesse.

[pic 1]

1. Théorie des ondulations

La lumière se propagerait par un mouvement vibratoire d’un milieu appelé éther.

La lumière est caractérisée par une fréquence en hertz (Hz), une longueur d’onde en nanomètre (nm), une vitesse de propagation V en Km/s et une direction de propagation rectiligne.[pic 2]

NB : La vitesse de la lumière est sensiblement de 300 000 km/s et sa longueur d’onde se situe entre 400 et 700 nm.

1. Théorie corpusculaire

La production de la lumière résulterait de chocs entre les électrons qui rayonnent autour d’un noyau atomique ou librement, car ces chocs produisent de façon discontinue des traits d’ondes électromagnétiques appelés photons.

1. Rayonnement lumineux

Le rayonnement lumineux est l’émission ou le transfert d’énergie sous forme de particules d’ondes électromagnétiques.

1. Lumière

La lumière est définie comme toute radiation capable de provoquer directement une sensation visuelle.

1. Décomposition de la lumière blanche

• Expérience du prisme

En envoyant sur un prisme un rayon lumineux en provenance du soleil, on observe une décomposition de la lumière blanche en sept (7) couleurs élémentaires :violet, indigo, bleu, vert, jaune, orange et rouge (Voir figure 1-DOC 1/1).

REMARQUE :

Dans la nature, la décomposition de la lumière s’observe sous la forme d’arc-en-ciel. Chaque goutte de pluie agit comme un prisme minuscule qui disperse les différentes composantes de la lumière blanche en couleurs élémentaires.

• Explication

La lumière dite blanche du soleil est la réunion de plusieurs radiations élémentaires qui diffèrent par leurs longueurs d’onde.

L’ensemble des radiations constitue le spectre de la source lumineuse.

1. Classification des radiations

Les radiations sont classées suivant leurs longueurs d’onde. Ainsi, nous avons du plus petit au plus grand : les rayons cosmiques, les rayonsγ, les rayons X, les rayons ultraviolets, les lumières visibles, les rayons infrarouges, les ondes hertziennes (ondes radios et ondes radars), et les basses fréquences (Voir figure 2–DOC 1/1).

1. QUELQUES GRANDEURS PHOTOMETRIQUES

1. Intensité lumineuse (I)

C’est la densité d’énergie lumineuse rayonnée par une source de lumière ponctuelle à travers un angle solide dans une direction donnée.

Son unité est le candela (cd).

[pic 3]

NB :

• L’intensité lumineuse est une grandeur qui a été fixée arbitrairement. C’est à partir d’elle que l’on définit toutes les autres unités photométriques.
• L’angle solide Ω a pour unité : le stéradian (Sr)

1 stéradian est l’angle solide qui découpe une surface de 1m2sur une sphère de 1m de rayon et centrée au sommet de cet angle (Voir figure 3-DOC 1/1).

1. Flux lumineux (F ou Q)

Le flux lumineux est la quantité de lumière émise par seconde par une source de lumière.

Son unité est le lumen (lm).

[pic 4] avec [pic 5]

1. Luminance (ou brillance) (L)

C’est l’intensité lumineuse produite (ou réfléchie) par une surface et vue d’une direction donnée.

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