Vision et Lumière

« La couleur apparente d’un objet, c'est-à-dire les caractéristiques colorées finalement perçues par l’observateur, dépendent d’une combinaison de facteurs : la lumière qui frappe l’objet, les caractéristiques réfléchissantes de l’objet lui-même, l’environnement et les facultés d’interprétation de l’observateur.
Lorsque la lumière frappe la matière, trois phénomènes peuvent se produire : l’énergie peut être réfléchie, transmise ou absorbée. La plupart du temps, deux ou trois de ces phénomènes se produisent simultanément, dans des proportions variant selon les caractéristiques des matériaux soumis aux rayonnements. Par exemple, une matière autorisant le passage de la lumière sera transparente, une matière qui transmet, absorbe, et réfléchit la lumière est translucide, et au contraire, une matière seulement capable d’absorber et réfléchir la lumière sera opaque.
La couleur est donc déterminée par la quantité de lumière incidente et les évènements que celle-ci subit

Absorption

Lorsque la lumière tombe sur un matériau, une partie des radiations n'est ni réfléchie, ni transmise, mais absorbée. Elle se transforme alors en chaleur. Tout rayonnement absorbé est soustrait de la couleur perçue. Ce sont les rayons non absorbés qui détermineront la couleur de l’objet ainsi que ses propriétés complémentaires. Par exemple, un objet est considéré comme rouge lorsqu’il absorbe toutes les longueurs d’ondes violettes, bleues, vertes, oranges et jaunes, et ne réfléchit que les rouges. Un corps qui absorbe toutes les longueurs d’onde est perçu comme noir.
Réfraction
La réfraction est le changement de direction d’une onde lumineuse lorsqu’elle passe d’un milieu à un autre. Ainsi, une lumière incidente frappant un matériau translucide verra une partie de ses rayons réfléchis, et d’autres pénétreront la matière en changeant de direction. Un matériau ne modifiant pas la direction des rayons le traversant est dit transparent.
En pratique : les objets placés derrière un matériau transparent apparaissent de manière claire, contrairement à un matériau translucide qui ne permet pas de voir distinctement les objets situés derrière.
L'indice de réfraction est proportionnel à la densité des corps. L'indice de réfraction de l'air est 1, celui de l'eau est de 1,330.
Diffraction
La diffraction est le phénomène suivant lequel les ondes lumineuses peuvent contourner les obstacles de dimensions sensiblement égales à leurs longueurs d'ondes.
C'est le même effet qui explique les variations de teintes du ciel en fonction des moments de la journée. Les ondes du rayon vont être déviées de différentes façons en fonction de leur fréquence ou longueur d’onde et nos yeux percevront plus du bleu, ou des couleurs plus rouges en fonction du moment de la journée et de notre localisation.
Diffusion
La diffusion est la propagation des rayons lumineux d’un faisceau dans toutes les directions. On peut la considérer comme un type particulier de transmission, ou aussi de réflexion lumineuse. En effet, comme nous le verrons plus loin, il faut distinguer la diffusion de surface que l'on nomme également la réflexion diffuse et la diffusion interne qui s'apparente à la diffraction.

En résumé, à l’échelle particulaire, ce sont ces phénomènes qui sont à l’origine de la couleur d’un objet, modulant sa translucidité et son opacité. Ils expliquent les différences de sensations colorées produites les objets.»[Charlotte Daries. Relevé de la couleur au cabinet dentaire : connaissances et moyens d’optimisation actuels. Thèse docteur en chirurgie dentaire, 2013]