Rudiments de photométrie/Intensité lumineuse

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L'intensité lumineuse est une grandeur qui caractérise l'éclat d'une source ponctuelle de lumière.

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Intuitivement, plus la lumière perçue en provenance d'une lampe nous paraîtra éclatante, brillante, intense, plus son intensité lumineuse sera grande. Mais cette grandeur ne dépend pas de la distance d'observation, on compare l'éclat de la source à celui d'un bougie (candela, en latin, signifie « chandelle »). La candela (cd) est l'unité de mesure de l'intensité lumineuse : c’est l’une des sept unités fondamentales du système international (SI). Si la lumière provenant de la source est plus intense que celle d'une bougie, l'intensité est supérieure à une candela.

En 1979, lors de la 16^ème conférence internationale des poids et mesures, fut adoptée la définition actuelle.

Définition de la candela

La candela est l’intensité lumineuse, dans une direction donnée, d’une source qui émet un rayonnement monochromatique de fréquence 540 × 10¹² Hz et dont l’intensité énergétique dans cette direction vaut $\scriptstyle {\frac {1}{683}}$ W.sr^-1.

Courbe de sensibilité relative de l'œil $\scriptstyle V(\lambda )$

La fréquence de 540 × 10¹² Hz a été choisie car elle correspond au maximum de sensibilité de l’œil humain en vision diurne. La longueur d’onde correspondante est 555 nm dans l'air ou dans le vide. La couleur correspondante est jaune-vert. Si la source émet un rayonnement lumineux à une autre longueur d’onde que 555 nm, on dira que son intensité lumineuse est d’une candela si l’impression lumineuse produite sur l’œil humain sera la même que l’intensité lumineuse produite par un rayonnement de longueur d’onde 555 nm d’une candela.

Aussi, dans le cas d'un rayonnement monochromatique, également appelé couleur pure quand ce rayonnement est visible, et connaissant l'intensité énergétique $\scriptstyle {I'}$ en W.sr^-1, on peut calculer l'intensité lumineuse grâce à la relation :

$I=683\cdot V(\lambda )\cdot {I'}$.

$\scriptstyle V(\lambda )$ est la fonction d'efficacité lumineuse spectrale dans le domaine photopique, parfois appelée sensibilité relative de l'œil.

Remarques

• Les intensités lumineuses des sources émettant des rayonnements à des longueurs d’onde sortant du spectre visible seront toujours nulles.
• Des lampes de même puissance rayonnante en watt peuvent avoir des intensités lumineuses en candela différentes si les fréquences des rayonnements émis sont différentes.
• À l’origine la candela correspondait sensiblement à l’intensité lumineuse d’une bougie.