Magnitude visible... à l'oeil
Difficulté : ☆☆
Temps : 20 min
La magnitude apparente en fonction de l'indice de couleur , notée , est reliée à la densité spectrale de flux , reçue dans la gamme de couleur centrée sur la longueur d'onde et de largeur , par :
avec les constantes données dans la partie de cours. On assimile l'oeil à un récepteur de diamètre . La magnitude maximum détectable à l'oeil est
Question 1)
A quel domaine de longueur d'onde l'oeil humain est-il sensible ?
A quelle puissance minimale l'oeil est-il sensible ?
AideSolution
L'oeil est sensible à la lumière... visible, du bleu au rouge. La réponse est maximale dans les couleurs verte et jaune, faible dans le rouge et le bleu.
Les données du tableau Apprendre doivent être adaptées.
Pour tenir compte du fait que l'oeil a un domaine de réception plus large que l'intervalle spectral dans la bande photométrique standard V, on prendra un intervalle équivalent de largeur .
Dans le domaine visible, par définition, la relation entre magnitude et éclairement monochromatique s'écrit :
On a la même relation avec l'éclairement (intégré sur la bande spectrale) :
La valeur de l'éclairement de référence se calcule par:
La réponse de l'oeil humain couvre un intervalle de presque 400 nm, mais avec une très faible réponse dans le bleu et le rouge ; ceci justifie la valeur de 127 nm introduite ici.
Le calcul de l'éclairement devient alors simplement :
Il en découle la puissance :
Question 2)
À combien de photons l'oeil réagit-il, sachant qu'une image se forme en de seconde?
AideSolution
L'énergie reçue pendant de seconde vaut :
L'énergie d'un photon de longueur d'onde étant:
On en déduit le nombre de photons correspond à cette énergie intégrée pendant de seconde sur la rétine :