Le mode de propagation de la lumière

Loi de l'inverse du carré


Nous avons vue que lorsque la distance source-écran est augmentée, la grosseur de l'image augmente. Mais l'augmentation de la distance provoque également une diminution de la netteté de l'image. Cette diminution de la netteté de l'image est due à la diminution de l'éclairement de la source.

Pour bien saisir la façon dont se comporte l'éclairement en fonction de la distance source-objet, nous devons, au préalable, faire la distinction entre l'intensité d'une source et l'éclairement d'une source.

Intensité lumineuse et éclairement

L'intensité lumineuse d'une source est une mesure de la puissance d'une source. L'intensité lumineuse, mesurée en candela, est une propriété d'une source et elle est indépendante de la distance source-objet. Par exemple, l'intensité lumineuse d'une ampoule de 40 watts est plus faible que l'intensité lumineuse d'une ampoule de 60 watts.

Pour sa part, l'éclairement d'une source lumineuse sur un écran varie selon la distance source-objet. L'éclairement d'un objet est mesuré en lux. Un objet situé à 1 mètre d'une source émettant 1 candela reçoit un éclairement de 1 lux. Je vous invite à l'université de l'Oregon pour voir une simulation de la loi de l'inverse du carré.

Graphiques et proportionnalité
L'analyse graphique montrant la variation de l'éclairement d'un objet en fonction de sa distance à la source montre une courbe de variation inverse.

Pour redresser la courbe, on doit élever les valeurs de distance source objet au carré puis les inverser.
L'éclairement d'un objet par une source (E) varie donc à l'inverse du carré de la distance source-objet (d)