Supplément 1.8: Émetteurs Lambert, émetteurs cosinus      (2/4)

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Matières plastiques

De nombreuses matières plastiques présentent une caractéristique cosinus, à condition qu'elles soient optiquement denses et que leur surface soit mate, c'est-à-dire qu'elle ne présente aucun effet brillant. On peut citer comme exemples le polyéthylène blanc (PE), le polychlorure de vinyle blanc (PVC) et le plexiglas satiné blanc (PMMA), ainsi que les mousses telles que le polystyrène expansé. Les plastiques colorés peuvent également être des diffuseurs cosinus à des longueurs d'onde qu'ils n'absorbent pas.

En optique physique, le téflon (PTFE) sous forme chimiquement pure est utilisé comme réflecteur cosinus sous le nom de Spectralon^®. Le polymère est constitué de chaînes moléculaires poreuses qui provoquent des réflexions multiples près de la surface, ce qui explique pourquoi la lumière est diffusée de manière diffuse. Le pouvoir réfléchissant est >99% pour des longueurs d'onde de 400 à 1500 nm et >95% de 250 à 2500 nm. C'est pourquoi le Spectralon^® est utilisé comme standard de réflexion blanc, par exemple dans l'analyse des couleurs des vernis.

Utilisation de téflon chimiquement pur dans les laboratoires, par exemple pour prélever des échantillons de produits sans contamination (ci-dessus) ou comme film pour les joints techniques.
Source : Wikimedia Commons, auteur: Cjp24.

Murs blancs, vitres blanches

Comme indiqué à la page précédente, l'intensité lumineuse d'un émetteur ou d'un diffuseur cosinus diminue proportionnellement au cosinus lorsque l'angle d'observation augmente. Comment expliquer qu'un mur blanc apparaisse aussi lumineux lorsqu'il est vu de biais que lorsqu'il est vu de face ? De même, une vitre en verre dépoli ne change manifestement pas de luminosité lorsque l'angle d'observation varie.

Le verre dépoli est éclairé uniformément par le bas. Il est observé à la verticale et sous un angle ϑ. Dans les deux cas, l'angle solide est égal à Ω et la distance par rapport à la vitre est égale à R.

La surface visible sur le verre sous l'angle spatial Ω est égale à a (surface circulaire bleu foncé) lorsqu'on l'observe perpendiculairement. Cette surface est alors agrandie lorsqu'on l'observe sous l'angle ϑ : a/cos ϑ (surface elliptique rouge). Pour un émetteur cosinus, en revanche, l'intensité du rayonnement émis par le verre sous l'angle ϑ est inférieure d'un facteur cos ϑ à celle observée en projection verticale. Les deux effets se neutralisent mutuellement.