La distribution spectrale

La lumière est le plus souvent composée d'un mélange de longueurs d'onde (ou énergies spectrale). Il est plus rare de rencontrer des sources lumineuses formées d'une longueur d'onde unique comme le cas des rayons lasers par exemple. La lumière blanche du soleil est composée par l'ensemble des énérgies spectrales, mais d'autres lumières blanches comme celle des Led sont composées par deux énergies spectrales dont la couleur est complémentaires, l'une bleu et l'autre jaune.

On représente cette distribution des énergies spectrales à l'aide d'un diagramme appelé courbe spectrale de la lumière. On peut représenter les courbes spectrales des sources lumineuses, des objets qui reflètent la lumière, des filtres colorés et même de l'œil humain. Dans ce dernier cas on parle de la courbe de sensibilité spectrale.

Fig.1. Lorsque la couleur est déterminée par un seul type d'énergie (ici, il n'y a qu'un seul pic dans le vert) on employe le terme de lumière cohérente pour qualifier ce type de lumière.

Fig.2. le plus souvent une couleur est composée de plusieurs niveaux d'énergie spectrale. ici le magenta est la somme du bleu/violet et du rouge.

Fig.3. Lorsque 2 pics se situent dans des couleurs complémentaires (ici, le bleu et le jaune) la somme des énergies spectrales donne du blanc. mais le blanc peu aussi être formé par 3 pics et même plus. La lumière solaire (en pointillé) est un mélange de toutes les énergies spectrales et sa courbe spectrale se rapproche d'une ligne horizontale.

Distribution spectrale d'un filtre coloré

Les filtres colorés servent à atténuer certaines longueurs d'onde de la lumière qui les traverse. Ce cœfficient d'atténuation est appelé transmittance. La valeur de cette transmittance est évaluéz entre 0 et 1.

Fig.4. Courbe spectrale d'une filtre rouge.

Lors de l’utilisation de filtre pour produire une lumière colorée à partir d’une lumière blanche, une partie de la lumière produite par la source lumineuse est absorbée par le filtre, donc perdue. Pour un même filtre, le résultat diffère en fonction du type de lumière. (Filtre vert + LED => lumière verte à tendance bleu).

Fig.5. La lumière d'une Led blanche filtrée par un filtre rouge ne restitura que peu de lumière rouge.