Le type classique de réflexion de la lumière est celui de la réflexion spéculaire, du mot latin speculum (miroir), ou alternativement de la réflexion régulière.Ce type de réflexion se rencontre sur des surfaces lisses, par ex. de pièces de métal ou de verre polies, y compris les cas de réflexion interne totale, ou sur les surfaces de liquides.Ici, l’angle de la lumière réfléchie, mesuré par rapport à la normale à la surface, est égal à celui de la lumière incidente (voir figure 1).Cette situation se retrouve généralement avec une grande précision sur divers types de miroirs plats.Pour les surfaces réfléchissantes courbes, on obtient également une réflexion spéculaire ; les angles d’incidence et de sortie sont alors mesurés par rapport à la direction normale locale.
La loi commune de la réflexion (angle de sortie = angle d’incidence) est liée au fait que la composante du vecteur d’onde le long de la surface réfléchissante est conservée.
Autres types de réflexion, impliquant la diffusion de la lumière
Si la surface réfléchissante est presque plate, mais pas complètement plate, la lumière de sortie peut être répartie sur une certaine gamme d’angles ; c’est ce qu’on appelle la diffusion diffuse.Avec une surface sensiblement rugueuse, provoquant une diffusion importante, il peut y avoir une plage angulaire substantielle, par exemple avec une largeur de 10°.En particulier, les diffuseurs de volume, mais aussi certaines peintures mates, ont tendance à produire une distribution angulaire encore plus large de la lumière diffusée, souvent même proche du cas standard d’un diffuseur lambertien.Cela peut être considéré comme le contraire de la réflexion spéculaire : une réflexion parfaitement diffusante.Il peut également y avoir une combinaison de la réflexion spéculaire et de la réflexion diffuse ; un objet ayant de telles propriétés présente des reflets spéculaires (selon les conditions d’éclairage) en plus de l’apparence générée par la diffusion diffuse.
Les réflexions spéculaires peuvent paraître beaucoup plus brillantes que les réflexions diffuses, lorsqu’elles sont vues d’une grande distance, parce que la lumière réfléchie est concentrée sur une plus petite gamme de directions.(Cela peut être un problème dans le contexte de la sécurité laser.)En revanche, les réflexions spéculaires restent inaperçues pour un absorbeur si la lumière réfléchie manque ses yeux.
Condition de la réflexion spéculaire
Parce que les longueurs d’onde de la lumière visible sont plutôt petites (bien inférieures à 1 μm), la réflexion spéculaire pure nécessite un degré élevé de planéité de la surface – beaucoup plus que pour les micro-ondes, par exemple.Par conséquent, une surface métallique, par exemple, doit être très soigneusement polie pour obtenir une réflexion spéculaire presque parfaite.
Réflexions sur les réseaux de diffraction
Une forme modifiée de réflexion spéculaire peut se produire sur les réseaux de diffraction.Ici, l’angle de sortie peut s’écarter sensiblement de l’angle d’incidence, et dépend également de la longueur d’onde optique, mais il n’y a à nouveau aucune réflexion diffuse dans le cas idéal.
Réflexion spéculaire en imagerie
Les réflexions spéculaires peuvent être utilisées pour l’imagerie – par exemple, dans les télescopes réfléchissants.Contrairement à la réflexion diffuse, où des changements angulaires aléatoires sont introduits, l’information de l’image est préservée lors de la réflexion spéculaire.Cependant, les réflecteurs diffus peuvent encore être utiles comme écrans dans certains instruments d’imagerie ; un tel écran doit être placé dans un plan image.
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Voir aussi : miroirs, diffusion, réflectivité
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