Chapitre 1 : Lumières et couleurs

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1 Chapitre 1 : Lumières et couleurs 1/ De quoi est composée la? La lumière émise par le soleil ou par lampe est appelée. Lumière blanche Expérience historique de Newton : (refaite en classe) C est l expérience cruciale de Newton : Il fit un petit trou dans le volet et laissa passer un petit faisceau de lumière blanche dans la maison. Sur son trajet, il plaça un prisme et vit la «se décomposer» en toutes les couleurs de l arc-en ciel Il montra que la était composée de toutes les couleurs. Ainsi, Un prisme ou un réseau permettent de décomposer la en ses différentes couleurs. On obtient alors sur un écran le spectre de la. Qu est-ce qu un réseau? C est une feuille de plastique transparente contenant de nombreuses fentes parallèles. Qu est-ce qu un prisme? C est une pyramide en verre transparente à face triangulaire. Décomposition de la par un prisme Décomposition de la par un réseau éseau Pourquoi percevons-nous les couleurs? La rétine de l œil humain possède trois types de cônes : - les cônes sensibles au bleu (C) - les cônes sensibles au vert (C) - les cônes sensibles au rouge (C) L œil a une sensibilité maximale dans le jaune-vert. C est pour cette raison que certains camions de pompiers américains 0 et véhicules du Samu de l Essone (91) ont été repeints dans cette teinte. Sensibilité des cônes C C C λ (nm)

2 Observe le spectre de la lumière du soleil () avec un spectroscope (réseau + fente). A retenir : La est composée d une infinité de couleurs (couleurs de l arc en ciel du violet au rouge). Cette lumière est dite polychromatique car elle est composée de plusieurs couleurs ( monochromatique) : Autres phénomènes de décomposition de la : L arc en ciel Ce sont les gouttes d eau qui jouent le rôle de prisme Le CD La bulle de savon Une flaque d huile Un rideau quadrillé 2/ Comment produire des lumières colorées à partir de la? Expérience du disque de Newton : otation otation rapide En additionnant toutes les lumières colorées, on peut reproduire la. Pour produire une lumière colorée, on peut : a/ r la avec des filtres colorés b/ Additionner plusieurs lumières colorées pour synthétiser une nouvelle lumière colorée : C est la synthèse additive

3 Etablissons le spectre de lumières colorées (obtenues avec un filtre) à partir du spectroscope : bleu rouge vert jaune magenta cyan Observation : Le rouge, le vert et le bleu ne sont pas décomposées : Elles ne peuvent pas être produites : ce sont les couleurs primaires lumières. Le magenta, le jaune et le cyan sont synthétisées à partir de rouge, vert et bleu : ce sont les couleurs secondaires lumières. ôle d un filtre coloré? Il laisse passer sa lumière colorée et absorbe toutes les autres lumières. Un filtre rouge laisse passer le rouge et absorbe le vert et le bleu. Un filtre bleu laisse passer le bleu et absorbe le rouge et le vert. Un filtre vert laisse passer le vert et absorbe le rouge et le bleu Un filtre magenta laisse passer le bleu et le rouge et absorbe le vert. Un filtre jaune laisse passer le rouge et le vert et absorbe le bleu. Un filtre cyan laisse passer le vert et le bleu et absorbe le rouge.

4 bleu rouge vert magenta cyan jaune = ET LEU O U G E ECAN Positionne les filtres colorés, et sur la lampe. éalise la synthèse additive de lumières colorées en les additionnant : - D abord 2 à 2. - Les 3 ensembles. Complète le tableau récapitulatif. ouge + bleu = Magenta ouge + vert = Jaune ert + leu = Cyan ouge + ert+ leu = lanc ilan de la synthèse additive : C est le physicien Thomas Young ( ) qui démontra que l on pouvait recomposer la à partir des 3 couleurs appelées couleurs primaires lumières : ouge, vert et bleu. La synthèse additive consiste à combiner la lumière de plusieurs sources émettrices afin d obtenir une nouvelle couleur. leu + ouge = magenta leu + vert = cyan ouge + vert = jaune ert + leu + ouge = blanc Couleurs secondaires lumières

5 Application : Principe de fonctionnement de l écran de T ou d ordinateur : Principe des écrans de télévision La télévision à tube cathodique a un écran composé de plusieurs lignes qui sont elles-mêmes composées de points appelés «pixels» (sur un écran de 55 cm, il y a environ 1 million) En observant au microscope ces pixels, on se rend compte qu'ils sont constitués de trois bandes colorées ou pastilles suivant le type d'écran. Ces bandes colorées appelées luminophores émettent chacune une lumière colorée soit rouge, verte ou bleue et permettent d obtenir par combinaison toutes les couleurs. L'ensemble de ces millions de points (pixels) à la surface de l'écran fait apparaître une image. La télévision LED a des pixels composés de 3 DEL (vertes, rouges, bleues) Quelques dates : Premier écran couleur : 1938 Première diffusion de la télévision en couleur en France : 1967 L addition de deux couleurs primaires lumières à intensité égale forme une couleur secondaire lumière. Application n 1 : Complète les synthèses additives suivantes. OUGE + ET = JAUNE LEU + OUGE = MAGENTA ET + LEU = CYAN OUGE + ET + LEU = LANC CYAN + OUGE = LANC JAUNE + LEU = LANC MAGENTA + ET = LANC Application n 2 : Dessine les rayons lumineux colorés et donne la couleur en sortie. 1/ On envoie de la sur un filtre vert, suivi d un filtre rouge. Noir (pas de lumière) 1/ On envoie de la sur un filtre jaune, suivi d un filtre cyan. J C vert Application n 3 : Propose une explication à cette situation Noir (pas de lumière)

6 Application n 4 : Propose une solution Un éclaireur doit mettre un filtre rouge et l autre éclaireur doit mettre un filtre vert ouge + vert = jaune 3/ La couleur d'un objet On envoie de la (,, ), puis rouge, puis verte puis bleue sur un objet blanc. blanche lanc lanc lanc lanc perçu blanc. perçu rouge perçu vert perçu bleu Conclusion : Un objet blanc (,, ) diffuse toutes les lumières colorées. Il a la couleur de l éclairage coloré. On envoie de la (,, ), puis rouge, puis verte sur un objet noir. blanche noir noir noir noir perçu NOI perçu NOI perçu NOI perçu NOI Conclusion : Un objet noir (pas de couleur) absorbe toutes les lumières colorées et ne diffuse aucune couleur. Il est toujours noir.

7 On envoie de la (,, ), puis rouge, puis verte puis JAUNE sur une tomate rouge. blanche J perçu rouge avec un éclairage blanc perçu rouge avec un éclairage rouge perçu noir avec un éclairage vert perçu rouge avec un éclairage jaune Conclusion : Un objet coloré diffuse la lumière correspondant à sa couleur et absorbe toutes les autres lumières colorées. On envoie de la (,, ), puis rouge, puis verte puis bleue sur une citron jaune. blanche perçu jaune avec un éclairage blanc perçu rouge avec un éclairage rouge perçu vert avec un éclairage vert perçu noir avec un éclairage bleu Conclusion : Un objet coloré diffuse la lumière correspondant à sa couleur et absorbe toutes les autres lumières colorées. Conclusion : La couleur d un objet dépend de la lumière qui l éclaire. Cet objet peut : - Absorber la lumière - Diffuser (refléter) la lumière Un objet coloré diffuse «sa couleur» et absorbe «toutes les autres couleurs». (par couleur, on entend lumière colorée) Un objet blanc est un objet qui diffuse toutes les lumières colorées. Il n absorbe rien. Un objet noir est un objet qui ne diffuse aucune couleur : il absorbe toutes les lumières colorées.

8 Application n 1 : Pourquoi ces voitures apparaissent-elles seulement noires ou jaune? Aucune voiture n est de couleur verte ou rouge. (PS : L éclairage d une ville se fait avec une lumière jaune (sodium). Les voitures sont de couleurs blanches ou bleues. Application n 2 : Application n 3 : 1/ Quelle est la couleur d une pomme verte éclairée avec la lumière rouge? Noire 2/ Quelle est la couleur d une pomme verte éclairée avec la lumière magenta? noire 3/ Quelle est la couleur d une pomme verte éclairée avec la lumière jaune? verte Quelle est la couleur du drapeau de la France éclairé en lumière : verte? Noir vert - noir blanche? leu blanc - rouge Jaune? Noir jaune rouge (drapeau de la elgique) bleue? leu leu - noir Application n 4 : rai ou faux? a) Un objet bleu absorbe la lumière jaune : b) En mélangeant une lumière rouge et une bleue on obtient une lumière verte. : F c) Un filtre vert absorbe la lumière bleue et rouge.. : d) Un schtroumpf bleu éclairé en lumière bleue apparaît noir..:f e) Un schtroumpf bleu éclairé en lumière verte apparaît noir..: Exercices : N 2, 4 p 153 N 9, 10 p 154 N p et 19 p 156