Couleur des objets. Voici les spectres de quelques lumières obtenues grâce à des spots rouge, vert et bleu : Spot bleu Spot vert

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1 Séance n 2 Couleur des objets Une couleur spectrale correspond à une lumière dont le spectre ne présente qu une seule couleur. Il existe 6 couleurs spectrales : rouge, orangé, jaune, vert, bleu, violet. La couleur perçue est l impression visuelle que donne une lumière. Exercice n 1-Spots lumineux. Voici les spectres de quelques lumières obtenues grâce à des spots rouge, vert et bleu : Spot bleu Spot vert Spot rouge Bleu + vert cyan Bleu + rouge magenta Vert + rouge jaune 1.Déterminer à quels spots correspondent les spectres a, b et c. 2.A quelle superposition de spots correspondent les spectres d, e et f? 3.Quelles sont les couleurs perçues correspondant aux spectres d, e et f?

2 Exercice n 2-Mire. Pour régler les premiers téléviseurs en couleur, l unique chaîne de l époque diffusait en dehors des heures de programme, une mire colorée reproduite ci-dessous. Associer à chaque couleur de la mire, notée de 1 à 6, le gros plan de l écran correspondant. Justifier la réponse. 1- jaune : b) rouge + vert 2- cyan : e)bleu + vert 3- vert : f) 4- magenta : c)bleu + rouge 5- rouge : a) 6- bleu : d)

3 Exercice n 3-Persistance rétinienne. Quand on observe un objet, son image reste «imprimée» sur la rétine pendant un dixième de seconde environ. C est ce phénomène appelé persistance rétinienne, qui nous permet de voir le mouvement sur un écran de cinéma alors qu on ne projette en réalité qu une succession rapide d images fixes. On fait tourner le disque ci-dessous autour de son axe. 1.Justifier que lorsque le disque tourne, on observe des couronnes uniformément colorées. L image d un objet formée sur la rétine persiste un dixième de seconde avant de disparaître. Quand le disque tourne, l image d un secteur coloré persiste pendant que l image du secteur coloré suivant s affiche. Si le disque tourne assez vite, ce sont les images de tous les secteurs d une même couronne qui se superposent sur la rétine : la couronne est uniformément colorée. 2.Les couleurs observées sont-elles obtenues par synthèse additive ou soustractive? Les couleurs observées sont obtenues par synthèse additive, en effet les lumières colorées diffusées par les secteurs du disque s ajoutent sur la rétine : la couronne est uniformément colorée. 3.Indiquer, à partir du centre, quelle est la couleur observée pour chaque couronne. Numérotons de 1 à 6 les couronnes concentriques, du centre vers l extérieur. 1-jaune + bleu blanc ( car addition de deux couleurs complémentaires) 2-magenta + blanc rose pâle 3-vert + rouge jaune 4-noir + blanc gris 5-Bleu + vert cyan 6-rouge + vert + bleu blanc Voir couleurs perçues ci-dessus.

4 Exercice n 4-Ecran d ordinateur. Codage des couleurs. Chaque pixel de l écran d un ordinateur est constitué de trois luminophores (ou souspixels) rouge, vert et bleu. Il est possible de coder informatiquement les couleurs grâce à trois octets, un pour chaque composante rouge, vert ou bleu. Un octet est une succession de 8 bits, où un bit est chiffre ne pouvant prendre que la valeur 0 ou 1. Chaque composante peut donc prendre : 2 8 = 256 intensités lumineuses différentes : La valeur 0 correspond à l absence de lumière (luminophore éteint). La valeur 255 correspond à la brillance maximale. Voici quelques exemples de codage : 1.Ce système de représentation est appelé «codage en 24 bits» par les informaticiens ; Expliquer. L intensité lumineuse de chaque luminophore est codée grâce à une succession de 8 chiffres (8 bits). Les 3 sous-pixels (luminophores) seront donc codés grâce à 3X8 = 24 bits. 2.Combien de couleurs différentes peuvent être représentées par ce codage? Chaque luminophore peut prendre 2 8 = 256 intensités lumineuses différentes. Chaque pixel peut donc prendre : 256x256x256 = = couleurs différentes, soit plus de 16 millions de couleurs. 3.Compléter les tableaux suivants en indiquant la couleur observée. 1 er tableau : De gauche à droite : Noir : tous les luminophores sont éteints ; Blanc : ils ont tous leur intensité lumineuse maximale Gris :ils ont tous les trois une intensité lumineuse identique moyenne ; Vert : seuls les luminophores verts sont allumés. 2 ème tableau : Cyan (luminophores rouges éteints) ; magenta (couleur complémentaire du vert) Rose :du blanc dans lequel on a enlevé un peu de vert et de bleu Orange : rouge + vert ; il manque le bleu ; le vert n est pas assez intense pour avoir du jaune.

5 Exercice n 5-Impression en couleur Pour imprimer en couleur, une imprimante à jet d encre utilise des encres jaune, magenta et cyan qu elle superpose, en minuscules gouttelettes sur le papier, l une après l autre, ligne après ligne. Pour imprimer un rectangle en couleur, l imprimante projette de l encre magenta puis de l encre jaune. 1.Quel type de synthèse est utilisé dans l impression? L imprimante utilise la synthèse soustractive. 2.Quelle est la couleur du rectangle imprimé? L encre magenta absorbe le vert et diffuse le rouge et le bleu ; L encre jaune absorbe le bleu et diffuse le rouge et le vert ; Le rectangle imprimé est rouge ( seule couleur diffusée par les deux encres). 3.Quelles sont les encres déposées sur le papier pour donner chacune des deux autres couleurs primaires? Pour obtenir du bleu, il faut déposer les encres cyan et magenta ; Pour obtenir du vert, il faut déposer les encres jaune et cyan. Remarque : Dans l impression en quadrichromie est adjointe au cyan, magenta et jaune une quatrième encre, noire, qui sert à restituer les textes et améliorer les contrastes : c est le procédé CMJN. Exercice n 6-Impression d une photo. La photographie d un coquelicot a été imprimée grâce à une imprimante à jet d encre dont certaines cartouches d encre étaient vides. 1.Quel procédé de restitution des couleurs est exploité dans une imprimante? L imprimante utilise la synthèse soustractive, le procédé CMJN. 2.Quelles sont les encres utilisées par l imprimante? Les encres utilisées sont les suivantes : cyan, magenta, jaune (les trois couleurs primaires de la synthèse soustractive) ainsi que le noir pour améliorer le contraste. 3.Quelle encre manque pour l impression 1? Le coquelicot est rouge, le ciel est magenta : les encres magenta et jaune sont présentes ; il manque le cyan. 4.Quelle encre manque pour l impression 2? Le coquelicot est jaune, le ciel est cyan ; il manque le magenta. 5.Quelle encre manque pour l impression 3? Le coquelicot est magenta, le ciel est bleu ; il manque le jaune.

6 Exercice n 7-Transmission du permanganate. Eclairé par une source de lumière blanche, une cuve de permanganate de potassium ne transmet qu une partie du rayonnement incident. La courbe ci-dessous représente l intensité lumineuse transmise par le permanganate de potassium en fonction de la longueur d onde. 1.a. Identifier les deux parties du spectre visible transmises par le permanganate de potassium. La solution de permanganate de potassium transmet les radiations lumineuses de grandes longueur d onde (580 nm-750nm) et de petite longueur d onde (400nm- 500nm :autour du bleu spectral) b. Quelle est la partie la mieux transmise? Les radiations de grande longueur d onde (autour du rouge spectral) sont les mieux transmises. 2.La couleur perçue du permanganate de potassium éclairé en lumière blanche est qualifiée de «fuschia». a. A quelle couleur primaire de la synthèse soustractive le fuschia se rapproche-t-il? Le fushia se rapproche du magenta. b. Quelle aurait été l allure de la courbe si la solution avait été réellement de cette couleur primaire? Le magenta s obtient par la superposition de faisceaux lumineux rouge et bleu ; l intensité lumineuse transmise serait égale aux grandes longueurs d onde(autour du rouge spectral) et aux petites longueurs d onde(autour du bleu spectral).

7 Séance 2-Ex n 8 Exercice n 8-Solution aqueuse de diiode. La solution aqueuse de diiode présente une coloration brun jaunâtre. Pour analyser l origine de cette couleur, la courbe dite d absorbance d une solution aqueuse de diiode a été enregistrée grâce à un appareil appelé spectrophotomètre. En ordonnée est représentée l absorbance A de la solution, une grandeur mesurant sa capacité à absorber la lumière incidente à une longueur d onde donnée. L absorbance est nulle si la solution n absorbe pas(on dit alors que la solution est transparente). En revanche, plus l absorbance est élevée et plus la solution absorbe le rayonnement de longueur d onde considérée. 1.a. à quelle longueur d onde la solution aqueuse de diiode absorbe le plus? A quel domaine spectral appartient la radiation observée? La solution de diiode absorbe le plus, d après le graphique, pour : λ max 350 nm. Cette radiation appartient au domaine des ultraviolets (UV) b. à partir de quelle longueur d onde la solution n absorbe-t-elle plus? La solution n absorbe plus à partir de 500nm environ. 2.De quelle couleur serait la solution si elle était éclairée par : a.une lumière de couleur spectrale jaune? D après les données ci-dessous, la couleur jaune correspond à environ λ = 580nm. Or, la solution n absorbe plus ce domaine de longueur d onde. La solution transmet donc cette lumière. La solution sera perçue jaune. b. une lumière de couleur spectrale rouge? De même, la solution transmet ces radiations (650nm > 500nm). La solution sera perçue rouge. c. une lumière composée des radiations de longueur d onde λ = 580 nm et λ = 650 nm? Ces deux radiations étant transmises par la solution, l œil effectue la synthèse additive. La solution est perçue de couleur orangé.

8 3.Justifier la couleur de la solution aqueuse éclairée en lumière blanche, grâce à la synthèse : a. additive. La solution transmet les radiations «autour de la couleur spectrale verte» et celles «autour de la couleur spectrale rouge». Théoriquement, en utilisant le principe de la synthèse additive, la couleur perçue doit s approcher du magenta. La couleur perçue est plutôt orangé, compte tenu des intensités lumineuses des radiations de la lumière blanche qui l éclaire. b. soustractive. La solution absorbe les radiations «autour de la couleur spectrale bleue». La couleur perçue est la couleur complémentaire de la couleur manquante, (le bleu) : le magenta.