INTENSITÉ DE LA LUMIÈRE

rayons extrêmes, que cel le image .es! renversée par rapporl à l'objel et que, i. mies choses égales d'ailleurs, elle augmente de grandeur avec la distance qui la sépare de l'ouverture 0.

En outre, l'image est toujours semblable à l'objet, quelque forme qu'ait l'ouverture, que celle-ci soit ronde, carrée ou triangulaire etc., pourvu qu'elle soit suffisamment étroite. En effet, de chaque point de la source lumineuse pari un pinceau de lumière qui traverse l'ouverture et qui va éclairer sur l'écran situé au fond di' la chambre noire une petite surface semblable à l'ouverture même; il en résulte une infinité de petites images de l'ouverture qui, trèsrrapprochées les unes des autres, se recouvrent en partie et dont l'ensemble reproduit la forme de l'objet éclairant. Prend-on, par exemple, le soleil comme source lumineuse, ou obtient l'image du disque solaire; dans les conditions habituelles, cette image est circulaire, mais en temps d'éclipsé, elle a la forme d'un croissant ou d'un anneau, suivant que l'éclipsé est partielle ou annulaire.

126. Variation de l'intensité de l'éclairage avec la distance de la source lumineuse. — Attendu qu'une source lumineuse envoie des rayons dans toutes les directions de l'espace , l'intensité avec laquelle elle éclaire une surface donnée doit varier en raison inverse du carré de la distance de cette surface à la source lumineuse.

Considérons un point lumineux 0 (Fig. 113) placé au centre commun d'une série de sphères concentriques. La paroi intérieure de chaque sphère recevra la totalité de la lumière émise par le point lumineux; il est évident, d'autre part, que l'unité de surface de chacune des sphères sera d'autant moins éclairée qu'elle fera partie d'une surface plus grande. Or, d'après un théorème connu de géométrie, la surface de la sphère est proportionnelle au carré du rayon. Par conséquent, l'intensité de la lumière reçue par une surface donnée varie en raison inverse du carré de la dislance de cette surface à la source lumineuse.

En prenant comme unité d'intensité lumineuse celle qui répond à l'unité de distance, on a la valeur pour expression de

... . . Fig. 110. — Variation d'inteusitiS des ondes

I intensité a la distance cl. lumineuses avec la distance.

126a. Photométrie. — La lui qui vient diètre énoncée sert de base à la mesure des intensités lumineuses au moyen des photomètres'. On appelle ainsi des instruments destinés à comparer les pouvoirs éclairants de deux sources lumineuses.

Le principe des méthodes pliotométriquos est, en général, le suivant : les deux sources

lumineuses dont on vent c ipmvr les intensités sont disposées de façon à, éclairer deux

portions contiguës d'un même écran, puis on éloigne la source la plus éclatante jusqu'à ce que les deux portions de surface éclairées fassent sur l'teil une impression qui paraisse égale. Alors, eu vertu de la. loi établie au paragraphe précédent, V$s vntèrisités Ses deux lumières sont directement proportionnelles aux carrés de leurs distances h l'écran.

Dans le photomètre de Uumford, les deux lumières qu'on veut comparer sont placées

OPTIQUK

h une certaine distance d'un écran blanc, en avant duquel une tige opaque est fixée dans une position verticale. Chacune des sources lumineuses projette ainsi sur l'écran une ombre de la tige', et l'ombre duc à l'une des lumières est éclairée par l'autre. Il suffit alors de reculer ou d'avancer l'une des lumières jusqu'à ce que l'intensité des deux ombres soit; la même; à ce moment là, les intensités des deux sources lumineuses sont proportionnelles aux carrés de leurs distances à l'écran.

Le photomètre de Bunsen donne des indications plus précises. Il consiste en un écran de papier blanc, portant en son milieu une tache de stéarine, taclie qui le rend translucide dans toute la portion imprégnée par le corps gras. Quand on place une lumière derrière un pareil écran, la tache de stéarine paraît plus claire que la surface environnante, parce que le papier enduit d'une matière grasse laisse passer plus de rayons lumineux; place-t-on, au contraire, une lumière en avant de l'écran, la partie imprégnée de stéarine se détache en sombre sur le reste du papier, car un corps réfléchit d'autant moins de lumière qu'il en transmet davantage. Si donc ou dispose l'écran entre deux lumières de même intensité, il est facile de régler les distances de - ces lumières de façon que la,partie stéarinée et les autres parties du papier paraissent également éclairées; on reconnaît que cet état est atteint à la disparition complète de la tache, laquelle ne se distingue plus du reste de l'écran. Laissant alors en place l'une des lumières, on enlève l'autre après avoir mesuré sa distance à l'écran, et on lui substitue la source lumineuse dont on veut évaluer le pouvoir éclairant; on cherche la distance à laquelle il faut placsr cette nouvelle lumière pour rendre son intensité d'éclairement égale à celle de la lumière qu'on a enlevée, et le rapport des carrés des distances ainsi mesurées donne le rapport cherché des intensités des deux lumières.

127. Sensibilité de l'œil pour les différences d'intensité lumineuse. — Dans toutes les mesures photométriques dont il vient d'être question, c'est en définitive l'œil qui apprécie le degré d'intensité de la lumière; en d'autres termes, on compare les intensités de la sensation et non pas l'intensité objective de la lumière. L'exactitude d'une mesure photométrique dépend donc de l'exactitude avec laquelle nous jugeons si deux sensations lumineuses sont ou non égales en intensité. Aussi , pour se rendre compte de la valeur d'un procédé photométrique, est-il nécessaire de connaître le degré de précision que comporte notre faculté d'apprécier les différences d'intensité de deux sensations visuelles.

A cet effet, on peut se servir du photomètre. Plaçons, par exemple, à la même distance de la tige du photomètre de Rumford deux lumières d'égale intensité, ce que nous reconnaîtrons à l'égalité des deux ombres portées; laissons l'une des lumières en place, et éloignons l'autre progressivement jusqu'à ce que l'ombre correspondante, devenant de plus en plus faible, finisse par s'évanouir complètement. A ce moment-là , la différence d'éclat entre la partie de l'écran éclairée seulement par la bougie fixe et la partie éclairée à la fois par les deux sources lumineuses n'est plus appréciée par l'organe de la vision. On trouve que la distance à laquelle il faut placer la bougie mobile pour arriver à un tel résultat est égale à 10 fois environ la distance qui sépare la bougie lixe de l'écran. [ (Fechner); pour Bouguer, le rapport des distances n'était égal qu'à 8]. Supposons, par exemple, que celle-ci soit à ï mètre de l'écran, il faudra éloigner l'autre de 10 mètres, pour amener la disparition de l'ombre correspondante. Et, comme l'intensité de la lumière varie eu raison inverse du carré de la distance, il en résulte que le sens de la vue n'est, pas capable d'estimer l'intensité d'une lumière avec une approximation supérieure à 1/100 do sa valeur réelle.