Comment fonctionnent les lentilles ?
La lentille distribue la lumière hors du luminaire et crée la répartition lumineuse souhaitée.
Contrôle de la lumière
Le principe des lentilles repose sur le passage de la lumière à travers la frontière entre deux milieux de densités différentes, par exemple de l'air vers du plastique ou du verre. La lentille est souvent fabriquée en PMMA (acrylique), qui offre une grande transparence. Cela contribue à une haute efficacité énergétique, car le matériau n'absorbe que très peu de lumière. La lentille peut présenter une forme convexe et/ou concave. Un disque en plastique prismatique ou gravé fonctionne également de la même manière qu'une lentille.
Dans une lentille, on utilise essentiellement deux phénomènes optiques pour contrôler la lumière : la réfraction et la réflexion interne totale.
Réfraction
La réfraction se produit lorsque la lumière passe entre deux milieux présentant différents indices de réfraction. Si la lumière passe d'un milieu plus dense (par exemple de l'acrylique transparent) à un milieu moins dense (par exemple l'air), elle sera déviée selon un angle supérieur à l'angle d'incidence, et inversement. Des surfaces parallèles entraînent un déplacement parallèle des rayons lumineux.
Réflexion interne totale
Si la lumière provient du milieu optiquement plus dense et que l'angle d'incidence est suffisamment grand, toute la lumière est réfléchie vers le milieu optiquement plus dense.
Un rayon passant d’un milieu optiquement plus dense est en partie réfléchi et en partie transmis sous un angle plus grand par rapport à la normale. Lorsque l’angle d’incidence devient suffisamment grand, toute la lumière est réfléchie vers le matériau.
La réflexion totale interne se produit lorsque :
- Le rayon lumineux passe d’un milieu optiquement plus dense à un milieu moins dense.
- L’angle d’incidence dépasse l’angle critique de réflexion totale interne. L’angle critique est défini par la loi de Snell.