PHOTOMÉTRIE

Méthodes de gradation de la lumière

On ne peut effectuer avec précision des mesures photométriques visuelles, même homochromes (le cas des mesures hétérochromes est examiné dans le chapitre suivant), que lorsqu'elles portent sur la comparaison de deux luminances « vues » simultanément. Et même dans ce cas, alors que l'égalité de deux luminances peut être sensiblement appréciée, il est impossible d'évaluer quantitativement le rapport entre deux luminances différentes. On est par suite amené à utiliser deux plages photométriques constituées par deux écrans identiques généralement juxtaposés, éclairés et observés sous des angles égaux pour que les luminances soient directement reliées aux éclairements. Lorsqu'elles sont égales, on dit qu'il y a « équilibre photométrique ». Si deux éclairements sont à comparer, il faut pouvoir rendre l'un d'entre eux égal au second, en le réduisant (ou en l'augmentant) dans un rapport connu. On dispose, à cet effet, de modes de gradation de la lumière dont on va indiquer les plus usuels.

Le procédé le plus simple consiste à agir sur la distance x séparant la plage considérée de la source lumineuse : dans ce cas, E est inversement proportionnel au carré de la distance si l'angle d'incidence des rayons est constant. Mais cette méthode n'est valable que si la valeur de x est environ cent fois plus grande que le diamètre de la source (source ponctuelle). Cette condition nécessite souvent des dispositifs encombrants, d'où l'emploi fréquent d'autres modes de gradation qui sont, au besoin, étalonnés par comparaison avec cette « loi des distances ».

À l'aide d'un diaphragme, on peut jouer sur la surface d'une source ayant une même luminance en tous ses points (ou sur sa longueur, si elle est filiforme). Cette méthode simple et pratique est malheureusement peu précise.

On peut encore placer, comme l'indique la figure 4, sur le trajet des rayons dont on veut réduire l'effet lumineux, un disque de Talbot, à secteurs alternativement opaques et évidés ; on le met en rotation à une vitesse suffisante pour utiliser la persistance des impressions lumineuses. L'expérience montre que l'éclairement de la plage photométrique, qui paraît alors constant, est réduit dans le rapport α/2π, α (radians) étant l'angle au centre total des secteurs évidés.

On utilise parfois la loi de Malus (cf. lumière), d'après laquelle le flux lumineux varie comme le carré du cosinus de l'angle que font entre elles les directions des vibrations transmises par un polariseur et un analyseur placés l'un derrière l'autre sur le trajet des rayons. Mais il est essentiel, si c'est le polariseur que l'on fait tourner pour effectuer le réglage, d'utiliser une lumière qui n'a pas été polarisée auparavant ; si l'on agit sur l'analyseur, il faut que la lumière ne puisse pas, après l'avoir traversé, être transmise ou réfléchie par d'autres corps d'une façon variable selon sa polarisation.

On peut aussi réduire un flux lumineux par interposition d'un filtre absorbant, formé soit d'une lame à faces parallèles, soit d'une association de deux coins d'angle aigu (fig. 5), mobiles l'un par rapport à l'autre de façon que l'on puisse régler l'épaisseur traversée. La transmission obtenue dépend, en général, de la longueur d'onde, même si ces filtres sont dits neutres (non sélectifs) ; aussi doivent-ils être étalonnés pour les lumières auxquelles on les destine.

En recommençant plusieurs fois une mesure photométrique, on constate une certaine dispersion des résultats. Dans les cas les plus favorables (déterminations homochromes, moyenne de cinq valeurs au moins trouvées par un observateur[...]