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Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Sciences fondamentales A 192 1 Optique quantitative Photométrie. Colorimétrie. Spectrométrie par Michel HENRY Agrégé de Physique Maître assistant à l’Université Pierre-et-Marie-Curie (Paris VI ) 1. Photométrie ............................................................................................... A 192 - 2 1.1 Grandeurs et unités photométriques. ........................................................ 3 1.1.1 Grandeurs. ........................................................................................... 3 1.1.2 Unités. .................................................................................................. 3 1.2 Étendue géométrique d’un faisceau lumineux . ........................................ 4 1.2.1 Définition. ............................................................................................ 4 1.2.2 Instruments d’optique. ....................................................................... 4 1.2.3 Éclairement de la rétine . .................................................................... 4 1.2.4 Loi de Bouguer. ................................................................................... 5 1.3 Propriétés optiques des milieux. ................................................................ 5 1.3.1 Absorption. .......................................................................................... 5 1.3.2 Diffusion . ............................................................................................. 5 1.3.3 Transmission et réflexion. .................................................................. 5 1.4 Mesures photométriques. ........................................................................... 6 1.4.1 Détecteurs photométriques . .............................................................. 6 1.4.2 Photométrie énergétique . .................................................................. 6 1.4.3 Photométrie visuelle. .......................................................................... 6 1.4.4 Spectrophotométrie . .......................................................................... 8 1.4.5 Exemples pratiques. ........................................................................... 8 2. Colorimétrie ............................................................................................... 8 2.1 Vision des couleurs . .................................................................................... 8 2.2 Principes de la colorimétrie . ....................................................................... 8 2.2.1 Trivariance visuelle. ............................................................................ 8 2.2.2 Mélanges de couleurs. Diagrammes chromatiques. ....................... 9 2.2.3 Lois de Grassmann. ............................................................................ 9 2.2.4 Système colorimétrique XYZ de la CIE. ............................................ 10 2.3 Applications . ................................................................................................ 11 2.3.1 Calculs colorimétriques. ..................................................................... 11 2.3.2 Sources lumineuses . .......................................................................... 11 2.3.3 Blancheur et rendu des couleurs. ...................................................... 11 3. Spectrométrie ........................................................................................... 11 3.1 Notions fondamentales. .............................................................................. 12 3.1.1 Éléments constitutifs d’un spectromètre. ......................................... 12 3.1.2 Qualités d’un spectromètre . .............................................................. 12 3.2 Spectromètres à fentes . .............................................................................. 13 3.2.1 Prisme. ................................................................................................. 13 3.2.2 Réseau . ................................................................................................ 14 3.2.3 Influence de la largeur des fentes . .................................................... 15 3.3 Spectromètres à modulation. ..................................................................... 15 3.3.1 Spectromètre à modulation d’amplitude. SISAM. ........................... 15 3.3.2 Spectromètre à grilles. ....................................................................... 17 3.3.3 Spectromètre à modulation sélective SIMS. .................................... 18 3.3.4 Spectrométries par transformation de Fourier . ............................... 18 3.3.5 Spectromètre de Fabry-Pérot . ........................................................... 19 3.4 Spectrométrie par laser. .............................................................................. 20 3.5 Spectrophotométrie . ................................................................................... 21 3.5.1 Spectrophotométrie à filtres. ............................................................. 21 3.5.2 Spectrophotométrie physique. .......................................................... 21 Pour en savoir plus ........................................................................................... Doc. A 192
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OPTIQUE QUANTITATIVE ________________________________________________________________________________________________________________ Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. A 192 2 © Techniques de l’Ingénieur, traité Sciences fondamentales a nature de la lumière et l’origine des couleurs ont toujours préoccupé les hommes. Il faut arriver au XVII e siècle pour voir s’esquisser un système cohérent, à la suite des expériences de Grimaldi, Descartes et surtout Newton. On sait aujourd’hui que la lumière est constituée par les radiations électro- magnétiques appartenant à une bande étroite de longueurs d’onde (environ 400 à 800 nm). La photométrie est la mesure de l’énergie transportée par la lumière et de ses modifications lors de la traversée des systèmes optiques. L’œil reste encore un des détecteurs les plus utilisés ; en outre, il est sensible à la couleur, liée à la répartition de l’énergie dans le spectre des radiations lumineuses. C’est
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