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1 Observer Couleurs et images TP Lumières colorées et la couleur d un objet Objectifs : Analyser la lumière blanche. Savoir utiliser les synthèses additives et soustractives. Interpréter la couleur d un objet à partir de celle de la lumière incidente. Analyser différentes applications. I- Décomposition de la lumière blanche Après avoir visionner la simulation, légender la figure et répondre aux questions suivantes : Comment nomme-t-on ce phénomène physique? De quoi est composée la lumière blanche? Refaire l expérience avec une seule lumière colorée. Qu observe-t-on? Pourquoi qualifie-t-on la lumière blanche de lumière polychromatique et le laser de lumière monochromatique? II- La synthèse additive La synthèse trichrome Placer 3 filtres colorés bleu, vert ou rouge dans la lampe à 3 faisceaux Eclairer l'écran blanc en concentrant les faisceaux de manière à ce qu'ils se superposent. Observer les zones de superposition de 2 ou 3 des faisceaux. Nommer les 6 couleurs différentes obtenues. Compléter le schéma ci-contre. Synthèse additive : superposition de faisceaux de lumière. Il existe 3 couleurs primaires et 3 couleurs secondaires. Une couleur est dite primaire si elle ne peut pas être obtenue en superposant les 2 autres. Quelles sont les 3 couleurs primaires? 1

2 Une couleur est dite secondaire si elle peut être obtenue en superposant 2 couleurs primaires. Quelles sont les 3 couleurs secondaires? 2- Les couleurs complémentaires 2 couleurs sont dites complémentaires si leur superposition donne du blanc. Quels sont les couples de couleurs complémentaires? III- La synthèse soustractive 1- Rôle d'un filtre coloré Examiner le spectre de la lumière blanche en plaçant un filtre coloré devant. Comment est modifié le spectre de la lumière blanche? Compléter le tableau suivant : Filtres colorés Bleu Rouge Vert Jaune Lumières absorbées Lumières transmises 2- Composition de couleurs Déterminer les couleurs primaires que laisse passer un filtre de couleur secondaire éclairé en lumière blanche. Filtres Couleurs primaires que laisse passer le filtre Couleurs primaires absorbées par le filtre Jaune Magenta Cyan Superposer 2 filtres de couleurs secondaires entre la source de lumière blanche et l'écran blanc. Tester toutes les combinaisons possibles et compléter le tableau ci-dessous. Filtres superposés Couleur(s) transmise(s) Interprétation Jaune + magenta Jaune + cyan Magenta + cyan Jaune+cyan+Magenta 2

3 Compléter les schémas suivants en indiquant sur les flèches les couleurs des lumières transmises par les filtres et en déduisant les couleurs soustraites à la lumière blanche. Lumière R V B blanche M J C R V B Lumière blanche J C Couleurs soustraites : Couleurs soustraites : Compléter le schéma ci-contre En déduire ce que l on obtient lors de la superposition de 2 filtres de couleurs primaires. Synthèse soustractive : superposition de filtres colorés. IV- La couleur des objets 1- Effet de la couleur de la lumière A l'aide de la source lumineuse blanche et des filtres colorés, éclairer des objets de différentes couleurs et observer la couleur visualisée. Noter les résultats dans le tableau ci-dessous : Objet Lumière Blanc Noir Rouge Jaune Bleu Vert Blanche Jaune Rouge Bleue Verte De quel(s) facteur(s) dépend la couleur de la lumière diffusée par un objet coloré? A quoi correspond la «couleur» noire? A quoi correspond la couleur blanche? 3

4 2- Applications : Le drapeau français et le drapeau de l'eire sont éclairés avec diverses lumières. Compléter le tableau ci-dessous. (A= alba pour lumière blanche) De quelles couleurs paraissent les bandes verticales du drapeau français quand on les éclaire successivement en B (bleu), V (vert), J (jaune)? Quelles sont les couleurs du drapeau de l'eire éclairé en A (A= alba pour lumière blanche)? Avec quelle lumière colorée faut-il éclairer les deux drapeaux pour qu ils paraissent identiques? Lumière qui éclaire Drapeau français Drapeau de l Eire A B N B N V V V V J V J J Sites à voir : : Le citron jaune Test couleur Exemple du poster de la chambre V- Application l écran LCD 1- Observation par l intermédiaire d une loupe Placer le téléphone portable sur la platine du microscope ou à la loupe Effectuer les réglages nécessaires pour obtenir une image sur l écran. Observer et décrire l image obtenue. Observer au microscope ou avec la loupe des zones de l écran qui sont de couleurs différentes. Décrire les observations. 2- Principe de restitution des couleurs d'un écran plat Doc1 : Formation d'une image sur un écran plat Les écrans plats utilisent un affichage à cristaux liquides appelé ACL (ou LCD). Ils sont constitués de pixels, chaque pixel étant composé de trois sous-pixels produisant respectivement de la lumière rouge, de la lumière verte et de la lumière bleue. Pour créer une image, il faut commander l'éclairage de chaque sous-pixel. 4

5 Doc 2 : Codage de la couleur ou ou couleur-html/ Le codage décimal d'un nombre est celui utilisé dans la vie de tous les jours. Les chiffres utilisés sont 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9. Le nombre suivant le nombre 9 est le nombre 10. Le codage utilisé en informatique pour le codage des couleurs est le codage hexadécimal ; 16 symboles sont utilisés : 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F. Le nombre après 9 est A. Le nombre après F est 10 puis 11, 12,.19, 1A, 1B Dans la ligne de commande <body bgcolor="xxxxxx">, les deux premiers "x" constituent un nombre hexadécimal compris entre 00 et FF adressé à la goutte de cristaux liquides de l'écran qui restitue le passage de ma lumière dans le filtre rouge (00 : la lumière ne passe pas; FF : elle passe au maximum). Les deux "x" suivant concernent le vert, et les deux suivants le bleu. On parle de code RVB (Rouge Vert Bleu) ou RGB en anglais. Exemples : rouge = FF vert = 00 FF 00 bleu = FF rouge vert bleu Doc 3: QUESTIONS : Q1. Quelle est la signification des initiales LCD. Q2. Qu est-ce que le rétroéclairage? Quelle est la couleur de la lumière émise par les tubes lumineux? Q3. Comment la couleur est-elle obtenue? S'agit-il de synthèse additive ou soustractive? Q4. Quelles sont les trois propriétés des cristaux liquides à la base du principe des écrans LCD? Q5. Modifier le code : mettre 0000FF. Quelle couleur obtient-on? Comment obtient-on un pixel jaune? Q6. Dans le fichier "couleur.htm", modifier le code RVB pour faire apparaitre chacune des couleurs primaires. Q7. Modifier le code RVB pour faire apparaitre la couleur jaune. Quel code avez-vous utilisé? Q8. Modifier le code RVB pour faire apparaitre la couleur magenta. Quel code avez-vous utilisé? Q9. Modifier le code RVB pour faire apparaitre la couleur blanche. Quel code avez-vous utilisé? Q10. Modifier le code RVB pour faire apparaitre un gris. Quel code avez-vous utilisé? Q11. Expliquer comment cela permet de faire afficher n'importe quelle couleur. Q12. Un sous pixel peut afficher 256 couleurs (00 jusqu'à FF). Combien de couleur peut afficher un pixel? 5

6 VI- Le daltonisme 1- Un défaut de vision des couleurs : Le daltonisme On classe le daltonisme selon trois types de cônes atteints et l importance du trouble visuel. a- Le monochromatisme (achromatie ou achromatopsie) Il s agit de l absence totale de perception des couleurs. Celui qui est atteint voit le monde en noir et blanc et des nuances de gris. Les cônes de la rétine sont dépourvus des trois pigments habituels qui permettent de voir les couleurs. Les gènes de la iodopsine sont non fonctionnels pour les trois types de cônes. b- Le dichromatisme La perception se fait uniquement à partir de deux couleurs primaires. Cette anomalie est liée à l'absence du gène correspondant et donc du pigment. Il existe trois dichromies différentes selon le gène manquant : - Protanopie : perception du vert et du bleu seulement. - Deutéranopie : perception du rouge et du bleu seulement. - Tritanopie : perception du rouge et du vert seulement. c- Le trichromate anormal Le gène est muté donc le pigment a une sensibilité différente : perception de trois couleurs dont une d intensité anormale. On distingue également 3 cas : *Zoomer* - Protanomal : lacune au niveau de la perception du rouge - Deutéranomal : faible perception du vert, - Tritanomal : faible perception du bleu. A voir : Prolongement : Recherche sur Le pointillisme et sur le fonctionnement de l imprimante à jet d encre couleur 6

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