Photographie/Rayonnements électromagnétiques/Transmission, absorption et réflexion de la lumière

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Un rayonnement électromagnétique est toujours affaibli lorsqu'il se déplace dans un milieu matériel, se réfléchit sur la surface de séparation de deux milieux transparents ou encore traverse une telle surface. Une partie de ce rayonnement est absorbée, l'énergie correspondante est le plus souvent transformée en chaleur mais elle peut aussi être convertie en un autre rayonnement par le phénomène de fluorescence.

On appelle $W(\lambda ,T)\,$ l'énergie incidente correspondant à un rayonnement de longueur d'onde λ. À une température absolue T et pour cette longueur d'onde $\lambda \,$, on appelle respectivement $w_{t}(\lambda ,T)\,$ l'énergie transmise, $w_{r}(\lambda ,T)\,$) l'énergie réfléchie et $w_{a}(\lambda ,T)\,$ l'énergie absorbée.

$w_{t}(\lambda ,T)=\tau (\lambda ,T)\times W(\lambda ,T)\,$

$w_{r}(\lambda ,T)=\rho (\lambda ,T)\times W(\lambda ,T)\,$

$w_{a}(\lambda ,T)=\alpha (\lambda ,T)\times W(\lambda ,T)\,$

$\tau (\lambda ,T)\,$, $\rho (\lambda ,T)\,$ et $\alpha (\lambda ,T)\,$ sont respectivement les coefficients de transmission, de réflexion et d'absorption du système pour la radiation de longueur d'onde λ à la température T. On dit aussi transmittance, réflectance et absorbance.

La conservation de l'énergie fait que les trois fractions transmise, absorbée et réfléchie ont une somme nécessairement égale à l'énergie incidente totale, de sorte que :

$w_{t}(\lambda ,T)+w_{r}(\lambda ,T)+w_{a}(\lambda ,T)=W(\lambda ,T)\,$

et par conséquent :

$\tau (\lambda ,T)+\rho (\lambda ,T)+\alpha (\lambda ,T)=1\,$

On voit ci-dessous les coefficients de réflexion et de transmission de quelques matériaux.

La zone hachurée correspond au domaine de la lumière visible

Coefficients de réflexion ou réflectance ρ :

• courbe 1 : argent (réfléchit mal le proche UV)
• courbe 2 : cuivre (réfléchit peu le bleu)
• courbe 3 : aluminium

Coefficient de transmission ou transmittance τ :

• courbe 4 : silice fondue (transmet uniformément le visible)
• courbe 5 : verre bleu de marque Sovirel (absorbe le vert et le rouge)

L'or est de très loin le métal qui renvoie le mieux l'infrarouge, d'où son usage fréquent pour les réflecteurs des lampes IR de haute qualité.

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  Spectre solaire et raies de Frauhofer

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