Chapitre «Couleur des objets»

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1 Lycée Joliot Curie à 7 PHYSIQUE - Chapitre II Classe de 1 ère S Chapitre «Couleur des objets» La sensation de couleur que nous avons en regardant un objet dépend de nombreux paramètres. Elle dépend, entre autres de la lumière qui l'éclaire ou encore de l'observateur Êtes-vous capable de distinguer les chiffres cachés dans chaque cercle? Certaines personnes ne peuvent pas distinguer les chiffres, ils souffrent d une anomalie qui touche un des trois types de photorécepteurs rétiniens impliqués dans la perception de la couleur : c est le. I Comment notre œil peut-il voir les couleurs? 1- Composition de la lumière : Isaac Newton fut l un des premiers à proposer une explication «partielle» de la lumière en la décomposant. IL obtint le spectre de la lumière issue du soleil. Il est possible de décomposer la lumière à l'aide d'un... ou d'un... (Animation) Le résultat de la décomposition de la lumière est appelé La lumière blanche est dite car elle est composée radiations allant du violet au rouge en passant par le bleu, le vert, le jaune le orange et le rouge. Dans le spectre, apparaissent les radiations lumineuses qui constituent la lumière. Chaque radiation monochromatique est caractérisée par dans le vide, notée Remarque : Si une lumière n'est pas décomposée, elle est dite : Le domaine des ultra-violets (UV) est tel que < 380 nm et celui des Infrarouges (IR) est tel que > 780 nm. L'œil humain n'est sensible qu'aux radiations dont la longueur d'onde est comprise entre et nm. Chapitre II: «Couleur des objets» Page 1

2 La vitesse de la lumière dépend du milieu qu'elle traverse : dans l'air ou dans le vide sa vitesse est appelée célérité à pour valeur c = m.s L œil et les couleurs! Au fond de la rétine se situent des cellules sensibles à la lumière : les. Il en existe deux sortes, les (sensible aux lumières colorées) et les (très sensibles à l intensité lumineuse mais pas aux couleurs). Il existe trois types de cônes : - Les cônes S sensibles aux radiations, - Les cônes M sensibles aux radiations, - Les cônes P sensibles aux radiations. Alors, comment à partir 4 informations - trois couleurs (, et ) et de l intensité lumineuse - pouvons percevoir une infinité de couleurs?. II- Comment obtenir des dégradés de couleurs? a- La synthèse additive : Thomas Young ( ), médecin et physicien anglais, établit que l on obtient une infinité de couleurs en superposant trois lumières colorées, rouge, verte et bleue, d intensités réglables (système RVB) Comme son nom l indique, la synthèse additive, est la superposition (addition) de lumières colorées. Exemples : R + B = V + R = R + V + B = Deux couleurs sont dites complémentaires si leur synthèse additive, dans des proportions égales, donne du. D après le schéma précédent déterminez les couleurs complémentaires du rouge le, du bleu le et le vert le Application: - Les écrans qui équipent les téléphones, les ordinateurs, les téléviseurs, utilisent le principe de la trichromie et la synthèse additive: Approchez-vous pour observer chaque pixel composé des trois luminophores. Eloignez-vous, qu observez-vous? Chapitre II: «Couleur des objets» Page 2

3 b- La synthèse soustractive La synthèse soustractive résulte de l'absorption d'une partie de la lumière. Ce phénomène est observé lorsque la lumière transverse un vitrail, un filtre ou une solution colorée. Les couleurs primaires en synthèse soustractive sont :, et. Le bleu, le rouge et le vert sont des couleurs secondaires. Expérience : La solution de permanganate de potassium absorbe les radiations... et nous parait... Une lumière blanche traversant successivement des filtres cyan, magenta et jaune est entièrement absorbée : le résultat est une couleur..., toute la lumière incidente est absorbée. L'imprimerie, la peinture, la photographie utilisent la synthèse soustractive des couleurs. Animation III- De quoi dépend la couleur d un objet : Les objets qui nous entourent sont visibles car ils nous renvoient de la lumière. Lorsqu'un objet est éclairé, il peut : - toute ou une partie de la lumière, c'est à dire ne pas la renvoyer, - la toute ou en partie, si la lumière peut le traverser (filtres, solutions transparentes), - la, c'est à dire la renvoyer dans toutes les directions Trois filtres (magenta, cyan et jaune) sont placés successivement dans un faisceau de lumière blanche (RVB). Complétez le schéma en traçant et en justifiant le(s) rayon(s) traversant les filtres. Quelle est la couleur d une pomme verte en lumière blanche éclairée par une lumière rouge? Chapitre II: «Couleur des objets» Page 3

4 Remarques : - Un objet qui diffuse de manière équivalente toutes les couleurs du spectre visible parait. - Un objet qui absorbe toutes les couleurs du spectre visible parait. La couleur d un objet dépend : Différence entre la couleur spectrale et couleur perçue : D'après ce qui a été vu précédemment, il est possible de créer une lumière blanche de deux façons différentes : directement avec une lampe à incandescence ou bien en additionnant dans des proportions égales les trois couleurs primaires de la synthèse additive, rouge, verte et bleue. Ces deux lumières produisent la même sensation de couleur mais ont des spectres différents : la lampe à incandescence donne un spectre continu de lumière blanche alors que la lumière créée à partir des trois couleurs primaires ne contient que 3 radiations dans son spectre. Autre exemple : Quelles sont les couleurs perçues dans les cas a et b? Que peut-on dire sur le spectre de ces 2 lumières? On distingue la couleur perçue et la couleur spectrale: avec ces deux lumières, la couleur perçue est la alors que la couleur spectrale est. Une couleur spectrale est identifiable par son Les compétences à acquérir Interpréter la couleur observée d un objet éclairé à partir de celle de la lumière incidente ainsi que des phénomènes d absorption, de diffusion et de transmission. Utiliser les notions de couleur blanche et de couleurs complémentaires. Prévoir le résultat de la superposition de lumières colorées et l effet d un ou plusieurs filtres colorés sur une lumière incidente. Pratiquer une démarche expérimentale permettant d illustrer et comprendre les notions de couleurs des objets. Distinguer couleur perçue et couleur spectrale. Recueillir et exploiter des informations sur le principe de restitution des couleurs par un écran plat. Chapitre II: «Couleur des objets» Page 4

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