Spectre

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Spectre d'un arc-en-ciel au-dessus du lac Kaviskis, Lituanie

Un spectre est une condition qui n'est pas limitée à un jeu spécifique de valeurs mais qui peut varier de façon infinie à l'intérieur d'un continuum.

L'optique fut le premier domaine scientifique à l'utiliser pour décrire l'arc-en-ciel des couleurs dans la lumière visible, lorsqu'on les sépare au moyen d'un prisme optique triangulaire. Son emploi s'est ensuite étendu, par analogie, à de nombreux autres champs d'application. Ainsi, on peut parler du spectre politique, ou du spectre d'activité d'une drogue, ou du spectre d'autisme. Dans ces utilisations, les valeurs à l'intérieur d'un spectre ne peuvent être associées à des nombre ou des définitions quantifiables précisément. De telles utilisations recouvrent une large gamme de conditions ou de comportements regroupés et étudiés sous une seule appellation pour faciliter la discussion.

Dans les usages les plus modernes du mot spectre, un thème relie les extrêmes. Des usages plus anciens du mot ne disposaient pas de ce thème unificateur, mais ils ont conduit aux usages modernes à travers une suite d'évènements exposés ci-dessous. Des usages modernes en mathématiques ont évolué à partir d'un thème unificateur, mais la reconnaissance de ce fait peut être difficile.

Sommaire

Origines [modifier]

En latin, spectrum signifie « image » ou « apparition », y compris dans le sens de fantôme. Des évidences spectrales sont des témoignages de ce qui a été réalisé par le spectre de personnes non présentes physiquement, ou des évidences par ouï-dire à propos de ce que des fantômes ou des apparitions de Satan auraient dit. Ce concept a été utilisé pour accuser un grand nombre des personnes de sorcellerie à Salem, Massachusetts à la fin du 17e siècle.

Sens moderne en sciences physiques [modifier]

Spectre d'une étoile de type spectral K4III

Au 17e siècle, le terme spectre fut introduit en optique pour désigner la gamme des couleurs observées lors de la dispersion de la lumière blanche à travers un prisme. Rapidement le terme a fait référence à une relation de l'intensité ou de la puissance de la lumière comme une fonction de la fréquence ou de la longueur d'onde connue aussi sous le nom de densité spectrale.

Le terme spectre a rapidement été appliqué aux autres ondes, telles que les ondes sonores, et s'applique maintenant à tout signal qui peut se décomposer en fréquences élémentaires. Un spectre est un tracé, habituellement de dimension 2, d'un signal composite, représentant les composants par une autre mesure. Parfois, le terme spectre se réfère au signal composite lui-même, telle que le spectre de la lumière visible, une référence aux ondes électromagnétiques qui sont visibles à l'œil humain.

Le passage à travers un prisme décompose la lumière visible entre ses différentes composantes élémentaires de couleur, selon leur longueur d'ondes. Il les sépare selon ses relations de dispersion et la répartition s'opère en conformité avec les équations de séparation, et, fréquemment, si des particules massives sont mesurées, leur vitesse est mesurée. Pour obtenir un spectre, la fonction mesurée doit être transformée en ses variables de fréquences indépendantes, et la variable dépendante doit être réduite en régions, où la variable indépendante est allongée. Il faut pour cela imaginer que le spectre d'impulsion, avec un nombre fini de particules sur un film ou un capteur CCD (charged-coupled device). En supposant qu'aucune particule ne se perde, toute non-linéarité (par rapport à la fréquence) sur la séparation spectrale concentre les particules à certains points du film. Ceci vaut lors de la prise d'un spectre en scannant un monochromateur avec une largeur de fente fixe. Les violets à une extrémité du spectre ont la plus courte longueur d'onde de la lumière visible, alors que les rouges, à l'extrémité opposée ont la plus longue. Les couleurs se suivent dans cet ordre : violet, bleu, vert, jaune, orange rouge. Lorsque les longueur d'ondes dépassent celle de la lumière rouge visible, elles deviennent infrarouges, micro-ondes puis radios. Lorsqu'elles diminuent au delà de la lumière violette visible, elles deviennent ultraviolettes, rayons X, puis rayons gammas.

Homonymie [modifier]

Nom commun [modifier]

Le nom commun « spectre » admet plusieurs lignées sémantiques distinctes, auxquelles s'ajoutent quelques emplois spécifiques. Il se retrouve également dans l'adjectif « spectral » et dans plusieurs noms propres, éventuellement sous des appellations étrangères ((en) spectrum) ou avec une orthographe déformée (« Spektr »).

  1. À partir du sens d'« apparition d'un esprit » plus ou moins effrayante, le mot désigne :
    • un fantôme (créature fantastique, esprit d'un mort qui resterait prisonnier sur Terre) ;
    • dans la peinture, un personnage tout blanc avec des traits soulignés, tel celui de la mort mais pas seulement (il existe un étonnant spectre de la paix chez Véronèse) ;
    • une source de frayeur (« spectre de la guerre », « spectre de l'épidémie mondiale » etc) avec des effets psychologiques et sociologiques réels, parfois graves.
  2. Par traduction du latin, puis de l'anglais spectrum, pour décrire la suite continue des couleurs dans la décomposition de la lumière blanche :
    • en physique, le spectre est la décomposition d'un rayonnement (électromagnétique) selon les fréquences de ses composants (ou ce qui revient au même selon leurs énergies ou leurs longueurs d'onde). Un tel spectre est obtenu par analyse spectrale ;
    • le spectre électromagnétique désigne aussi l'ensemble de toutes les fréquences possibles pour les rayonnements électromagnétiques ;
    • la musique spectrale est un ensemble de techniques de composition reposant sur l'observation du son au moyen de spectrographes ;
    • en médecine, le terme est repris pour le spectre d'action d'une molécule ou d'un médicament, c'est-à-dire la liste des microbes sensibles ou des molécules qui subissent son action ;
    • le spectre politique indique la répartition des opinions.
  3. En mathématiques, le mot est partagé par plusieurs définitions :
    • en analyse fonctionnelle, le spectre d'un opérateur linéaire généralise, en dimension infinie, l'ensemble des valeurs propres d'un endomorphisme en dimension finie ;
    • en géométrie algébrique, le spectre d'un anneau commutatif unitaire est l'ensemble des idéaux premiers ;
    • en géométrie différentielle, les spectres de longueurs d'une variété riemannienne est l'ensemble des longueurs de ses géodésiques ;
    • en topologie algébrique :

Dans un nom propre [modifier]

Arts [modifier]

En tant que nom propre, le mot apparaît dans les contextes suivants :

Littérature
Spectre est le nom d'une revue littéraire.
Bande dessinée
Illustration
Spectrum est une anthologie graphique annuelle publiée aux États-Unis, consacrée aux artistes liés aux littératures de l'imaginaire.
Musique
Cinéma
  • Le SPECTRE est une organisation criminelle fictive dans des épisodes de James Bond ;
  • Spectre est le nom d'une ville dans le film Big Fish.
Télévision
  • Spectre est un téléfilm britannique de 1977.
Jeux vidéo
  • Le SPECTRE est un rang militaire représentatif d'un groupe communautaire racial dans le jeu Mass Effect.

Autres [modifier]

  • Spektr est un module de la station spatiale Mir ;
  • Spectre est le surnom donné à l'avion américain d'attaque au sol AC-130H ;
  • Le Spectre M4 est un pistolet-mitrailleur italien.
  • Le ZX Spectrum est un ordinateur personnel.
  • Le Spectre est le nom utilisé pour des créatures dans le dessin animé Beyblade.

Références [modifier]

Compléments [modifier]

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