LUMIÈRE DIRECTE ; LUMIÈRE RÉFLÉCHIE
Dans un chapitre précédent, nous nous sommes occupés de la détermination des ombres : ombres propres et ombres portées ; mais la connaissance des limites de ces ombres est insuffisante, si l’on se propose de rendre tous les effets de la lumière solaire sur la surface d’un corps. Ne distingue-t-on pas dans la portion éclairée d’une surface, des parties plus claires les unes que les autres, sans parler des lignes ou points brillants, si la surface est polie ? Et, dans la portion qui est dans l’ombre, des parties plus ou moins sombres ? Nous allons donner l’explication de ces faits, et formuler les lois qui les régissent.
On démontre que chaque unité de la surface éclairée d’un corps, chaque centimètre carré, par exemple, reçoit d’autant plus de lumière qu’il est dans une position moins inclinée sur la direction des rayons éclairants. De sorte que les points les plus éclairés de la surface sont ceux en lesquels le rayon lumineux est normal, et les moins éclairés, ceux de la ligne de séparation d’ombre et de lumière, pour lesquels le rayon lumineux est tangent à la surface. Entra ces deux éclairements extrêmes on en conçoit une infinité se succédant sans gradation sensible.
On appelle ligne d’ égal éclairement , le lieu géométrique des points qui reçoivent la même quantité de lumière. La figure et la disposition de ces lignes dépendent de la constitution de la surface ; elles déterminent le modelé dans la lumière.
Dans les surfaces cylindriques, telles sont celles des moulures droites, la ligne de séparation d’ombre et de lumière et celles d’égal éclairement sont des lignes droites parallèles aux arêtes rectilignes de ces surfaces.
Recherchons, d’autre part, la cause de l’inégale intensité des ombres.
Elle réside dans l’existence de l’atmosphère, qui réfléchit sur les corps une partie de la lumière quelle reçoit du soleil. La lumière ainsi réfléchie n’a pas une direction unique comme la lumière directe ; elle se répand au contraire dans tous les sens et avec des intensités différentes, de sorte qu’il est impossible de prévoir, d’une manière rigoureuse, ses effets sur une surface déterminée.
Cependant, on a été conduit par l’observation à admettre :
1° Qu’aucun point d’une surface n’est entièrement privé de lumière réfléchie : le noir absolu n’existe pas ;
2° Que la quantité de lumière réfléchie, reçue par la portion directement éclairée d’une surface, est négligeable par rapport à la lumière directe ;
3° Que la direction principale de la lumière réfléchie, sur la portion d’une surface qui est dans l’ombre propre, est directement opposée à celle des rayons solaires.
Il en résulte que dans l’ombre propre les points les plus sombres sont ceux de la ligne de séparation d’ombre et de lumière, et les moins sombres ceux en lesquels la surface est normale à la direction des rayons solaires ;
4° Que la lumière réfléchie se répand avec une intensité moindre sur les ombres portées que sur les ombres propres, et qu’elle produit sur les premières un éclairement qui est en raison inverse de ce que serait l’éclairement direct, si la cause qui produit l’ombre était supprimée.
On en conclut que les ombres portées sont plus sombres que les ombres propres, et que c’est sur les points les plus éclairés que l’ombre portée est la plus intense.
Dans les surfaces cylindriques, les lignes d’égal éclairement dans l’ombre ont la même direction que dans la lumière : la manière dont elles se succèdent fait sentir le modelé dans V ombre ou clair-obscur.
