Pour comprendre la nature de la lumière diffuse, les humains doivent d'abord répondre à la question « Qu'est-ce que la lumière? Les physiciens définissent la lumière comme un rayonnement électromagnétique. La théorie traditionnelle soutient que la lumière se déplace comme une vague. Son amplitude donne la luminosité, et les différentes longueurs d'onde font les différentes couleurs. La théorie quantique moderne dit que des particules d'énergie appelées photons constituent la lumière. Le nombre de photons donne la luminosité et l'énergie des photons crée sa couleur. Les deux théories sont correctes. La lumière agit à la fois comme une particule et comme une onde. En termes simples, la lumière est ce qui permet aux humains et aux autres animaux de voir.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
La lumière se diffuse lorsqu'elle rebondit sur les nombreux angles d'une surface rugueuse ou lorsqu'elle traverse une substance qui change ses angles.
Comment les humains voient-ils ?
Nous voyons un objet parce qu'il émet de la lumière (par exemple, le soleil, le feu, une ampoule), ou nous voyons des objets qui réfléchissent la lumière.
Qu'est-ce que la lumière diffuse ?
La lumière diffuse est une lumière douce sans l'intensité ni l'éclat de la lumière directe. Il est dispersé et vient de toutes les directions. Ainsi, il semble s'enrouler autour des objets. Il est plus doux et ne projette pas d'ombres dures.
Quelles sont les causes de la diffusion de la lumière ?
Lorsqu'un faisceau lumineux frappe une surface lisse, la plus grande partie est réfléchie avec la même concentration. C'est la réflexion spéculaire, qui nous donne une lumière directe et brillante. Un miroir est un exemple courant de surface lisse qui provoque une réflexion spéculaire. Sur les surfaces rugueuses, même des irrégularités microscopiques créent de la rugosité. Cela n'enfreint pas la loi de la réflexion. Chaque rayon se réfléchit sous le même angle auquel il a frappé l'objet, mais dans une direction différente. La lumière diffuse est donc une lumière diffusée. Cette diffusion est à l'origine de la diffusion et de la douceur du faisceau lumineux.
Application de lumière diffuse
Les photographes utilisent le principe de la lumière diffuse pour créer des images avec des détails éclatants car il n'y a pas d'ombres nettes pour distraire l'attention. Par une journée ensoleillée, ils utilisent des diffuseurs de lumière pour créer des ombres douces. Les horticulteurs découvrent maintenant que la lumière diffuse crée un meilleur environnement de croissance dans les serres. Il permet une plus grande diffusion horizontale de la lumière et expose les couches moyennes des feuilles à la lumière. Les conducteurs constatent que les routes mouillées sont plus éblouissantes que les routes sèches, car les fissures et les crevasses sur la surface de la route se remplissent d'eau, créant une surface lisse. Il en résulte une réflexion spéculaire qui crée l'éblouissement gênant. Les feux de brouillard essaient d'utiliser le principe de la lumière diffuse pour fournir un faisceau plus sûr.
Fait amusant
L'œil humain ne peut pas voir tous les rayons du spectre lumineux. Les rayons infrarouges, par exemple, sont trop longs pour être perçus par l'œil humain et les rayons ultraviolets sont trop courts. Ainsi, la lumière directe (spectrale) semble plus forte que la lumière diffuse. Cependant, la transmission lumineuse totale est la même.