Comment un objet clair peut-il être transparent et visible en même temps

Les objets clairs sont visibles car ils dévient la lumière lorsqu'elle passe à travers. Il y a quatre choses de base qui peuvent arriver à la lumière lorsqu'elle frappe un objet:

Le reflet spéculaire: Pensez à un miroir ou une cuillère en métal. La lumière rebondit sur la surface de l’objet comme une boule de billard, permettant à l'image originale d'être vue dans l'objet.
Réflexion diffuse: Pensez au bois brut, fleurs, ou surfaces peintes non brillantes. La lumière rebondit sur la surface de l’objet dans toutes les directions, révélant la forme et la couleur de l'objet.
Absorption: Pensez à un morceau noir de charbon ou de cendre. La lumière pénètre dans l'objet où elle est absorbée et convertie en chaleur.
Transmission/Réfraction: Pensez à un verre d'eau. La lumière traverse directement l'objet, mais la direction dans laquelle elle se déplace se courbe lorsqu'elle entre et sort de l'objet..

En réalité, tous les matériaux interagissent avec la lumière de quatre manières. Par exemple, pensez au capot d'une voiture de sport rouge. Une partie de la lumière est réfléchie de manière spéculaire (menant aux taches éblouissantes que vous voyez et à l'image des arbres réfléchis par la voiture). Une partie de la lumière est réfléchie de manière diffuse (menant à la couleur rouge que vous voyez). Une partie de la lumière est absorbée (menant à l'orange, Jaune, vert, bleu, et la lumière violette, vous ne la voyez pas parce qu’elle est absorbée – si ces couleurs n’étaient pas absorbées, la voiture aurait l'air blanche et non rouge). Également, une partie de la lumière est transmise/réfractée (très peu en fait).

Pour de nombreux matériaux, il peut y avoir une manière dominante d'interagir avec la lumière, de sorte que les autres voies sont si petites qu'elles peuvent être ignorées. Par exemple, l'eau absorbe effectivement un peu de lumière rouge (c'est pourquoi l'océan est bleu), et l'eau reflète effectivement un peu de lumière (c'est pourquoi il y a des reflets du soleil à la surface de l'eau), mais pour la plupart, nous pouvons considérer l'eau comme un matériau clair car la transmission/réfraction domine.

À présent, la partie intéressante est que chacune des quatre interactions énumérées ci-dessus modifie la lumière. Notre cerveau est capable de détecter cette altération de la lumière et de déduire la présence et la forme d'un objet à partir de ces informations.. À proprement parler, nous ne voyons jamais un “objet”. Nous voyons “lumière” qui a été modifié par un objet. C'est pourquoi il est si difficile de construire des machines capables de voir comme les humains.: il faut beaucoup d’intelligence pour déduire la forme et l’emplacement d’un objet à partir d’un motif de lumière qu’il a modifié.

Quand il s'agit de nettoyer des objets, nous les voyons parce que nous voyons la façon dont la lumière se courbe (réfracte) lorsqu'il traverse les objets. Regardez attentivement une tasse en verre. Quand tu regardes la tasse en verre, que vois-tu? Vous voyez juste une image de ce qu'il y a derrière la tasse, mais déformé. La réfraction courbe la lumière lorsqu'elle traverse la tasse et l'image d'arrière-plan finit par être modifiée.. Votre cerveau est suffisamment intelligent pour pouvoir déduire la forme de la tasse simplement en fonction de la distorsion de l'image d'arrière-plan..

Cela nous amène à une notion intéressante. Si la réfraction d'un matériau clair peut être en grande partie annulée, l'objet peut être rendu pratiquement invisible. Une façon d'annuler les effets de réfraction consiste à façonner un matériau transparent en une dalle très plate avec des surfaces parallèles.. Quand la lumière pénètre dans la dalle, ça plie, mais quand il laisse la dalle de l'autre côté, il se replie du même montant. Par conséquent, l'image sortant de l'autre côté n'est pas déformée et la dalle est effectivement invisible. C'est le principe derrière Windows. Les fenêtres sont en verre transparent et conçues pour être très plates, pour que tu ne puisses pas réellement voir la fenêtre. Vous voyez le paysage au-delà de la fenêtre comme si la fenêtre n'était pas là (les fenêtres ne sont pas complètement invisibles car elles réfléchissent une petite quantité de lumière qui peut être détectée dans de bonnes conditions).

Crédit:https://wtamu.edu/~cbaird/sq/2013/07/12/how-can-a-clear-object-be-transparent-and-visible-at-the-same-time/