En mai fais ce qu’il te plaît, mais sans oublier tes verres solaires !

Un adage bien connu conseille à chacun d’attendre le mois de mai pour faire ce qu’il lui plaît, car normalement, températures plaisantes, soleil, et lunettes de soleil sont au programme.
Bien avant d’être un « gadget » esthétique, la paire solaire est une commodité.
Pour quelles raisons ? Quelle est donc l’énigme physique qui entoure les lunettes de soleil ? Quel processus conduit à l’obtention des teintes dégradées comme vues sur cette image ? (Trop jolies… )

Les photons : essence de la lumière

Le soleil émet des photons, qui sont des particules se déplaçant à la vitesse de la lumière. Cela signifie qu’ils parcourent 300 000 km par seconde, soit 8 minutes pour atteindre la Terre ! Ces flux de particules forment ainsi des ondes électromagnétiques caractérisées par une longueur et une fréquence. Plus la longueur de l’onde est petite, plus l’onde est chargée en énergie et dangereuse. Dans un ordre croissant en longueur d’onde, les ondes électromagnétiques émises par le soleil sont les rayons gamma, les rayons X, les rayons ultraviolets (UV), les ondes du domaine du visible, les infrarouges (IR) et les micro-ondes.

Les ondes électromagnétiques du domaine du visible composent la lumière blanche visible par l’œil humain. En fonction de sa longueur d’onde, une onde électromagnétique du domaine du visible correspond à une couleur.

Partie visible du spectre de la lumière
Partie visible du spectre de la lumière

L’expérience de décomposition de la lumière blanche par un prisme vous rappelle peut-être des souvenirs ?

Décomposition de la lumière par un prisme + effet photoélectrique
Décomposition de la lumière par un prisme + effet photoélectrique

Les UV et le verre solaire

Les verres solaires sont des verres transparents ayant subi une teinture. Cela permet de conforter l’utilisateur faisant face à une grande luminosité, comme lors d’une exposition au soleil ou de la pratique d’un sport d’hiver. Il évitera ainsi l’éblouissement. La teinture du verre permet uniquement de stopper les rayonnements du visible. Si les verres ont une teinte bleue, ils absorberont toutes les longueurs d’onde correspondant aux autres couleurs, excepté celle correspondant au bleu.

Les types d'UV
Les types d’UV

Les UV-A passent l’atmosphère sans difficulté et sont capables de traverser les couches de l’œil jusqu’à atteindre la rétine qu’ils endommageront progressivement.
Pour se prémunir de ces ultraviolets invisibles à l’œil nu, il est nécessaire qu’un caractère filtrant soit intégré aux verres solaires.

On ne retrouve pas obligatoirement toutes ses couches sur chaque paire de solaire. D’où la grande variété de prix ?

Couches pouvant être trouvées dans des verres solaires
Couches pouvant être trouvées dans des verres solaires

Une paire de verres transparents peu donc parfaitement protéger les yeux des UV, tandis qu’une paire de verres teintés peut être dépourvue de cette caractéristique.

Les verres polarisants

De grands progrès ont été fait dans le domaine de l’optique, et la découverte du filtre polarisant en 1929 par l’Américain Edward H. Land ne peut manquer d’être cité !
Comme dit précédemment, les ondes du visible émises par le soleil sont électromagnétiques. Elles possèdent donc un champ électrique nommé E, et un champ magnétique nommé M.
Elles sont non polarisés, en d’autres termes, la direction du champ électrique E varie de façon aléatoire dans le temps.

filtre-polarisant
Filtre-polarisant

Lorsque les rayons lumineux arrivent sur une surface plane telle que la route ou le pare-brise d’une voiture, ils se réfléchissent. Ils se polarisent horizontalement, suivant un axe parallèle à la surface. Seule la lumière verticale est utile à l’œil pour distinguer les couleurs et les contrastes. La lumière horizontale parasite la vision, altère les couleurs, fatigue ou irrite l’œil.

Polarisation
Polarisation

Dans les verres solaires polarisants, il y a un filtre dont l’axe de polarisation est vertical et qui bloque tous les rayons polarisés horizontalement. Fini les vilains reflets ! Assurément, le verre polarisant est une bien belle technologie.

Avec/sans verre polarisant
Avec/sans verre polarisant

 

Processus qui conduit à l’obtention des teintes dégradées


 

Sources

asnav.org

insu.cnrs.fr

futura-sciences.com

olympusmicro.com

johnpauloptique.com

dicoptic.izispot.com

grandoptical.com

Crédit

« Couches pouvant être trouvées dans des verres solaires » vient de scilogs.fr

« Filtre-polarisant » vient de micro.magnet.fsu.edu

« Polarisation » vient de hyperphysics.phy-astr.gsu.edu

« Les types d’UV » de asnav.org

« Partie visible du spectre de la lumière » de insu.cnrs.fr

« Décomposition de la lumière par un prisme + effet photoélectrique » de olympusmicro.com

« Avec/sans verre polarisant » de optique-prost-tournier.com

 

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