I. Matériaux translucides

Le matériau translucide le plus employé est le

verre diffusant, opalin ou dépoli. Les figures donnent

Projecteur

ms 77

Surface en verre opalin

Réflexion et transmission diffuse d’un faisceau de rayons parallèles tombant obliquement sur une surface en verre opalin.

Photographie d'un faisceau de rayons lumineux parallèles tombant obliquement sur une plaque en verre opalin.

une idée de Ta diffusion et de la réflexion régulière sur plaque de verre diffusant.

Les verres opalins contiennent, en suspension dans

la masse, des granules de très faibles dimensions présentant un indice de réfraction différent de celui du verre. Les ravons lumineux qui rencontrent ces particules changent de direction et se trouvent diffusés. Suivant les dimensions des particules, leur nombre par unité de volume et l'épaisseur du verre, on obtient des verres opalins plus ou moins denses. Un verre opale est dit dense s’il a un pouvoir réflecteur élevé. Dans ce cas, son facteur de transmission est, en général, assez faible. On utilise donc ces verres pour la construction des réflecteurs et lon choisit, par contre, des verres opalins légers, c’est-à-dire de faible pouvoir réflecteur mais possédant un facteur de transmission élevé, pour la construction des diffuseurs.

La diffusion dépend de trois facteurs :

de la quantité de matière séparée de la solution dans le verre;

des dimensions des particules de la matière séparée ;

de la différence entre les indices de réfraction du verre et celui de la matière séparée.

On conçoit facilement que si la quantité de matière séparée de la solution est très petite, une plus ou moins grande quantité de lumière passe à travers le verre, suivant une faisceau continu et seule une petite fraction est diffusée. Lorsque la quantité séparée augmente, la proportion de lumière directement transmise diminue corrélativement, et la pro-

portion de lumière diffusée augmente; de plus, une

ue

portion plus importante de la lumière se trouve réfléchie.

D'autre part, pour qu’une particule soit susceptible d’affecter la direction des rayons lumineux, il faut qu’elle ait une dimension maxima qui soit de l’ordre de grandeur de la longueur d’onde des radiations qu’elle reçoit. Si l’on prépare un échantillon de verre opalin dont les particules sont de petites dimensions par rapport à la longueur d'onde de la lumière, ce verre diffusera surtout les radiations de petites longueurs d’onde, c’est-à-dire celles qui correspondent aux couleurs violette, bleu et verte du spectre : les radiations de plus grande longueur d'onde, c’est-à-dire le jaune orangé et le rouge, seront peu affectées. Si l’on place derrière un échantillon d’un tel verre une lampe à incandescence, les radiations rouges et orangées se propageront en ligne droite et donneront une image rougeâtre du filament. Les verres opalins de ce genre étaient communs il y a quelques années; mais les travaux récents sur la séparation des particules dans le verre ont conduit à certaines possibilités de contrôle relativement à leur quantité et à leurs dimensions. Ce contrôle dépend :

de la quantité de matière opalisante contenue dans le verre lorsque celui-ci est fondu et prêt à être utilisé (cette quantité n’est pas la même que la quantité contenue dans le verre non travaillé);

de la température d'opération et de la vitesse de refroidissement;

enfin de l’obtention d’une viscosité convenable du

verre à la température à laquelle se produit la sépa-

ration, afin de permettre aux particules d’atteindre la grosseur désirée.

Les plus importants de ces facteurs sont la température d'opération et la vitesse de refroidissement qui doivent faire l’objet d’un contrôle strict et scientifique. À 700, 800, 900° C., les particules ont une forme sphérique. Entre 1.000° et 1.200°, elles diminuent de diamètre et prennent des formes cristallines, qui donnent au verre une grande fragilité.

Les verres dépolis sont obtenus par l’attaque de la surface du verre clair au moyen d’acide ou par projection d’un jet de sable entraîné par de l’air comprimé.

L'effet diffusant de ces verres est très différent de celui des verres opalins, car la diffusion se produit uniquement au moment où la lumière traverse la surface dépolie. On conçoit donc que, pour un même degré de diffusion, l’absorption de la lumière soit moindre dans les verres de cette catégorie que dans les verres opalins. En outre, comme le dépolissage est produit à froid, l’opération peut être réglée de façon à donner exactement le degré d’irrégularité désiré, depuis un dépoli très léger (satinage) jusqu’au dépoii le plus rugueux. Des résultats très uniformes peuvent être obtenus lorsqu'on fixe soigneusement le mode opératoire, de sorte que l’on peut reproduire à volonté tel dépolissage corespondant au degré de diffusion que l’on désire.

Les verres dépolis présentent aussi l’avantage de n'être pas sélectifs, c’est-à-dire que la lumière con-

serve la même composition en les traversant.

dé =

L'absorption des verres dépolis est plus faibles lorsque le côté dépoli est tourné vers la source lumineuse que dans le cas contraire.

Le verre dépoli à lacide est utilisé actuellement dans la fabrication des lampes à incandescence dont ampoule est dépolie intérieurement (lampes perle). Les anciennes lampes dépolies extérieurement présentaient lPinconvénient d’absorber plus de lumière que les lampes à dépolissage intérieur. De plus, comme tout appareil en verre dépoli elles étaient rapidement salies par les dépôts de poussières.

Les rugosités que présente la surface du verre dépoli affectent une forme cristalline : les dimensions des cristaux sont très petites, mais sont néanmoins plus grandes que celles des particules en suspension

dans le verre opalin.

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Ces verreries sont en général, moulées ou taillées suivant des arêtes prismatiques de façon à utiliser les propriétés de la réfraction et de la réflexion totale. Leur principal avantage consiste en ce qu’on peut calculer et combiner la forme des prismes pour obtenir la répartition désirée des rayons lumineux en même temps qu’une excellente diffusion.

Ces verreries présentaient parfois linconvénient de jaunir à lPusage. On est parvenu à obtenir des ver-

reries qui conservent toute leur transparence.

Réflexion d'un faisceau de rayons lumineux parallèles Sur un prisme à réflexion totale.

Photographie d’un faisceau de rayons parallèles réfléchis par un prisme à réflexion totale.